(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を、焦点検出光学系を介して光電変換手段で受光し、該光電変換手段で得られる光電変換信号に基づいて前記被写体の距離に関する情報を検出する焦点検出装置において、
前記光電変換手段は、該光電変換手段の受光面内の所定方向に対して非対称に配置された複数の受光素子列を有し、
前記焦点検出光学系を複数組備えるとともに、同一種類の３つの前記光電変換手段を複数組の前記焦点検出光学系のそれぞれに対応づけ、
前記３つの光電変換手段のそれぞれの前記所定方向が同一の方向となるように前記３つの光電変換手段を前記所定方向に沿って並べて配置するとともに、前記３つの光電変換手段のうち外側に配置した２つの前記光電変換手段の前記複数の受光素子列の配置が前記焦点検出光学系の光軸周りに互いに約１８０度回転した位置関係となるように配置し、
前記所定方向に沿って配置された前記３つの光電変換手段のうち中間に配置された前記光電変換手段が有する複数の受光素子列の一部のみを使用するとともに、外側に配置された前記２つの光電変換手段が有する複数の受光素子列のすべてを使用することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
複数配置された前記光電変換手段は、外部の装置と電気的に接続するための複数の接続端子を備え、
該複数の接続端子は、前記光電変換手段の受光面と平行な面内において非対称な位置関係で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３】
前記焦点検出光学系は、複数の第１矩形開口と、該複数の第１矩形開口に交差する第２矩形開口とを有する視野マスクを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影レンズの焦点調節状態を検出する位相差検出方式の焦点検出装置に関し、特に複数の焦点検出領域を備えたものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影レンズの焦点調節状態を検出する位相差検出方式の焦点検出装置が知られている。図１５は位相差検出方式の焦点検出装置の構成を示す斜視図、図１６は、図１５に示す焦点検出装置を図１５のｙ軸方向から見た光路図である。被写界からの光束は、撮影レンズ１の射出瞳領域１ａ、１ｂを通過して視野マスク２の近傍に結像する。ｘ軸方向に長い矩形の視野開口２Ｘを通過した光束はコンデンサレンズ３を透過し、撮影レンズの射出瞳領域１ａ、１ｂとほぼ共役な位置に配置される絞りマスク４の絞り開口４ａ、４ｂおよび再結像光学系５の再結像レンズ５ａ、５ｂを通過して分割され、それぞれＣＣＤチップ６の受光素子列（センサーアレイ）６ａ，６ｂ上に結像する。ここで、焦点検出領域を決定する視野開口をｘ軸方向の一対の二次像に分割するから、ｘ軸方向に輝度変化のある被写体に対して撮影レンズ１の焦点調節状態を検出することになる。そして、受光素子列６ａ，６ｂ上に結像された一対の被写体像を光電変換することによって、撮影レンズ１の焦点調節状態を検出することができる。
【０００３】
つまり、撮影レンズ１がフィルム面と等価な予定結像面上に鮮鋭像を結ぶ、いわゆる合焦時には、受光素子列６ａ，６ｂ上の一対の被写体像が前ピン状態と後ピン状態との間の所定の間隔で結像する。また、撮影レンズ１が予定結像面よりも前に鮮鋭像を結ぶ、いわゆる前ピン状態の場合には、受光素子列６ａ，６ｂ上の一対の被写体像は合焦時の所定の間隔より短い間隔で結像する。逆に、撮影レンズ１が予定結像面よりも後に鮮鋭像を結ぶ、いわゆる後ピン状態の場合には、受光素子列６ａ，６ｂ上の一対の被写体像は合焦時の所定の間隔より長い間隔で結像する。
【０００４】
したがって、この一対の被写体像を受光素子列６ａ，６ｂで光電変換して電気信号に変え、例えば特開昭６０−３７５１３号公報に開示されたずれ量検出装置のように、これらの電気信号から相関演算等を行うことによって一対の被写体像の相対位置ずれ量が求まり、視野開口２Ｘに対応する焦点検出領域での撮影レンズの焦点調節状態が検出される。
【０００５】
また、上述した焦点検出光学系を撮影レンズ１の光軸Ｌに対して９０度回転して配置することによって、ｙ軸方向に輝度変化のある被写体に対する撮影レンズ１の焦点調節状態を検出することができる。
【０００６】
さらに、上述した焦点検出光学系を複数組備えるとともに、受光素子列（センサーアレイ）を複数組備えることによって、撮影画面内の複数の領域（エリア）において撮影レンズ１の焦点調節状態を検出することができる。例えば特開平０５−２６４８９４号公報に開示された焦点検出装置では、複数の焦点検出エリアに対応する光電変換素子列（センサアレイ）をそれぞれ独立した複数のセンサチップで構成するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平０５−２６４８９４号公報に開示された上述の焦点検出装置では、一種類のセンサチップを用いているため、３つの焦点検出エリアのいずれもが十字形等の同一形状といった単純なエリア配置となっている。しかしながら、近年では異なる形状の焦点検出エリアを有する構成として焦点検出能力をより高めたいとの要求が高まってきている。そのため、上述の焦点検出装置に対して複数種類のセンサチップを用いると、必然的にコスト高となり、調達、製造工程も複雑となるという問題が生じる。
【０００８】
また、撮影画面内に複数の焦点検出領域を設け、それぞれの焦点検出領域において撮影レンズの焦点調節状態を検出するためには、受光素子列に一対の被写体像を結像するためのコンデンサーレンズ、一対の絞り開口および一対の再結像レンズが焦点検出領域ごとに一組必要になる。
【０００９】
例えば特開平９−１８４９６５号公報には、１つの矩形の視野開口を通過した光束を、ｘ軸およびｙ軸方向の二対の絞り開口および再結像レンズによってｘ軸およびｙ軸方向に配置したエリアセンサーで受光し、撮影画面内の複数の領域で撮影レンズの焦点検出を行う焦点検出装置が開示されている。この種の焦点検出装置では、視野開口の形状が矩形であるため、エリアセンサー上に結像される２組の視野開口像が互いに重ならないように、一対の視野開口像の間隔を広くとっている。
【００１０】
しかしながら、一対の視野開口像の間隔を広くするには、対応する一対の絞り開口の間隔を広くしなければならないため、Ｆ値の大きい暗い撮影レンズでは焦点検出用光束の”ケラレ”が発生し、焦点検出不能になることがある。また、一対の視野開口像の間隔が広くなると、エリアセンサーなどの受光素子のチップ面積が広くなり、装置のコストアップと大型化を招くことになる。
【００１１】
本発明の目的は、一種類のセンサチップを用いることにより、コスト的に有利で、且つ多彩な焦点検出エリア配置を実現し、さらには製造を容易にすることができるとともに、焦点検出用光束のケラレをなくし、受光素子の小型化を図った焦点検出装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
発明の第２の実施の形態を示す図３、図４、図１４に対応づけて請求項１〜３の発明を説明すると、
（１）  請求項１の発明は、被写体からの光束を、焦点検出光学系（１１，２１，３１，４１）を介して光電変換手段（Ｓ１）で受光し、該光電変換手段で得られる光電変換信号に基づいて被写体の距離に関する情報を検出する焦点検出装置において、光電変換手段は、該光電変換手段の受光面内の所定方向に対して非対称に配置された複数の受光素子列（Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ）を有し、焦点検出光学系を複数組（１１，２１，３１，４１、１２，２２，３２，４２、１３，２３，３３，４３、１４，２４，３４，４４、１５，２５，３５，４５）備えるとともに、同一種類の３つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を複数組の焦点検出光学系のそれぞれに対応づけ、３つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）のそれぞれの所定方向が同一の方向となるように３つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を所定方向に沿って並べて配置するとともに、３つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）のうち外側に配置した２つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２）の複数の受光素子列の配置が焦点検出光学系の光軸周りに互いに約１８０度回転した位置関係となるように配置し、所定方向に沿って配置された３つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）のうち中間に配置された光電変換手段（Ｓ３）が有する複数の受光素子列の一部のみを使用するとともに、外側に配置された２つの光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２）が有する複数の受光素子列のすべてを使用する構成とした。
（２）  また、請求項２の発明では、複数配置された光電変換手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、外部の装置と電気的に接続するための複数の接続端子（Ｐ１〜Ｐ１６）を備え、該複数の接続端子は、光電変換手段の受光面と平行な面内において非対称な位置関係で配置されていることとした。
（３）  さらに、請求項３の発明では、焦点検出光学系は、複数の第１矩形開口と、該複数の第１矩形開口に交差する第２矩形開口とを有する視野マスク（１２’，１３’，１５’）を備えることとした。
【００１３】
発明の第３の実施の形態を示す図１１〜図１３に対応づけて請求項４の発明を説明すると、請求項４の発明は、撮影レンズ１の予定結像面近傍に配置され、互いに交差する複数の焦点検出領域２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙに対応した１つの視野開口を有する視野マスク２１と、前記視野開口を通過した光束を集光するコンデンサーレンズ３１と、前記複数の焦点検出領域２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙのそれぞれに対応して設けられた複数対の絞り開口４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有する絞りマスク４１と、前記複数の焦点検出領域２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙのそれぞれに対応して設けられた複数対の再結像レンズ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと、前記複数の焦点検出領域２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙのそれぞれに対応して設けられた複数対の受光素子列６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂを有する光電変換手段６１とを備え、前記視野開口の前記各焦点検出領域２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙを通過した光束を、前記コンデンサーレンズ３１、前記複数対の絞り開口４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄおよび前記複数対の再結像レンズ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを介して前記複数対の受光素子列６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ上へ導き、前記光電変換手段６１上に前記視野開口の複数の像７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを結像させる焦点検出装置であって、前記視野開口を凹部と凸部を有する形状に形成し、前記光電変換手段６１上の前記視野開口の一つの像７１ａまたは７１ｂの凹部に他の像７１ｃまたは７１ｄの凸部が重ならずに入り込むように、前記複数対の絞り開口４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと前記複数対の再結像レンズ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを配置する。
【００１４】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る焦点検出装置に用いられるイメージセンサを示す正面図である。半導体チップＣＰ上には３対のイメージセンサアレイ（Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ）、（Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ）、（Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ）が配置されており、これら３対のイメージセンサアレイのうち２対の（Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ）、（Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ）はそれぞれ、図の縦方向に配列されるとともに、１対の（Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ）は図の横方向に配列されている。即ち、図の左右方向に対して非対称に配列されている。また、この半導体チップＣＰはパッケージＰＫＧ内に封入されている。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態に係る焦点検出装置の概略的な構成を示す図であり、（ａ）は焦点検出光学系の概略的な構成を、（ｂ）は撮影画面における焦点検出エリアの配置をそれぞれ示している。焦点検出光学系は、開口部を有する視野マスク１１，１２，１３，１４、コンデンサレンズ２１，２２，２３，２４、２個一対の開口部を有する絞りマスク３１，３２，３３，３４、２個一対のセパレータレンズとからなる公知の光学系で構成されている。
【００１７】
さらにこの焦点検出装置は、図１に示すようなイメージセンサと同一構成の二つのイメージセンサＳ１，Ｓ２を有し、これらのイメージセンサＳ１，Ｓ２は光軸ＡＸに平行な軸回りに互いに１８０゜回転した向きで配置される。また、イメージセンサＳ１，Ｓ２の配列方向は、イメージセンサ内で非対称に配置されたセンサアレイの配列方向に沿ったものとなっている。上記の構成の焦点検出装置により、撮影画面上では４つの焦点検出エリアＡｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３，Ａｒ４が形成され、焦点検出エリアＡｒ２とＡｒ３は十字型、Ａｒ１とＡｒ４は撮影画面の縦方向に伸びる形状（縦一文字）となっている。
【００１８】
焦点検出エリアＡｒ１は、縦長の開口を有する視野マスク１１、コンデンサレンズ２１、一対の開口を有する絞りマスク３１、一対のセパレータレンズ４１、イメージセンサＳ１のイメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂにより形成される。同様に、十字型の開口を有する視野マスク１２、コンデンサレンズ２２、縦横それぞれ一対の開口を有する絞りマスク３２、縦横それぞれ一対のセパレータレンズ４２、イメージセンサＳ１のイメージセンサアレイＲ２ａ，Ｒ２ｂとＲ３ａ，Ｒ３ｂとから焦点検出エリアＡｒ２が形成され、また、十字型の開口を有する視野マスク１３、コンデンサレンズ２３、縦横それぞれ一対の開口を有する絞りマスク３３、縦横それぞれ一対のセパレータレンズ４３、イメージセンサＳ２のイメージセンサアレイＲ２ａ，Ｒ２ｂとＲ３ａ，Ｒ３ｂとから焦点検出エリアＡｒ３が形成され、さらに、縦長の開口を有する視野マスク１４、コンデンサレンズ２４、一対の開口を有する絞りマスク３４、一対のセパレータレンズ４４、イメージセンサＳ２のイメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂから焦点検出エリアＡｒ４は形成される。
【００１９】
従来の焦点検出装置では、焦点検出エリアＡｒ１，Ａｒ４のそれぞれに対して１種類のイメージセンサと、焦点検出エリアＡｒ２，Ａｒ３のそれぞれに対して１種類のイメージセンサとの２種類が必要であったが、本発明のように同一構成のイメージセンサを２個用意し、その一方を他方に対して焦点検出光学系の光軸に平行な軸回りに１８０゜回転させて配置することにより、異なる形状の焦点検出エリアＡｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３，Ａｒ４を実現できる。
【００２０】
ところで、図２に示す焦点検出装置では撮影画面中央に焦点検出エリアを配置できないが、上記構成のイメージセンサを用いた焦点検出装置で撮影画面中央に焦点検出エリアを配置した例について図３を用いて説明する。
図３は本発明の第２の実施の形態に係る焦点検出装置の概略的な構成を示す図であり、（ａ）は焦点検出光学系の概略的な構成を、（ｂ）は撮影画面における焦点検出エリア配置をそれぞれ示している。この焦点検出装置は、図２（ａ）に示す２つのイメージセンサＳ１，Ｓ２に対応する２つの焦点検出光学系の間に十字型の開口を有する視野マスク１５、コンデンサレンズ２５、縦横それぞれ一対の開口を有する絞りマスク３５、縦横それぞれ一対のセパレータレンズ４５、イメージセンサＳ３からなる焦点検出光学系を追加して配置したものである。従って、撮影画面上では、図２（ｂ）に示す焦点検出エリアＡｒ２，Ａｒ３の間に十字型の焦点検出エリアＡｒ５が追加される。但し、イメージセンサＳ３についてはイメージセンサアレイＲ２ａ，Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ，Ｒ３ｂの２対のみ使用し、イメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂには焦点検出光学系を介した光像は結像されず、焦点検出には使用しない。この理由は、イメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂを使用すると焦点検出エリアＡｒ２とＡｒ５の間に図３（ｂ）の縦方向に延びた焦点検出エリアが追加されることになり、焦点検出エリアＡｒ２とＡｒ５の間隔が大きく離れて小型化を阻止することになったり、撮影画面中心に対してエリア配置が非対称となって使い勝手が悪くなるといった不都合を避けるためである。
【００２１】
図４は、図３に示す第２の実施の形態の変形例の焦点検出装置の概略的な構成を示す図であり、(ａ)は焦点検出光学系の概略的な構成を、(ｂ)は撮影画面における焦点検出エリア配置をそれぞれ示している。この焦点検出装置は、図３(ａ)に示すイメージセンサＳ１〜Ｓ３の代わりに図５に示すイメージセンサーを用いたものである。図５はこの変形例に用いられるイメージセンサの正面図を示す。図１に示すイメージセンサーに対し、図の横方向の２対のイメージセンサアレイ（Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ）、（Ｒ６ａ、Ｒ６ｂ）を追加したものである。この図５に示すイメージセンサアレイも、図の左右方向に対して非対称に配列されている。なお、この半導体チップＣＰはパッケージＰＫＧ内に封入されている。図４に示す焦点検出装置は、図５に示すイメージセンサーＳ１’、Ｓ２’、Ｓ３’と、王字型の視野マスク１２’、１３’、１５’を用いた以外は、図３に示す焦点検出装置と同様な構成である。撮影画面上では、王字型の焦点検出エリアＡｒ２，Ａｒ３の間に王字型の焦点検出エリアＡｒ５が追加される。但し、イメージセンサＳ３’についてはイメージセンサアレイ（Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ）、（Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ）、（Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ）、（Ｒ６ａ、Ｒ６ｂ）の４対のみ使用し、イメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂには焦点検出光学系を介した光像は結像されず、焦点検出には使用しない。この理由は、イメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂを使用すると焦点検出エリアＡｒ２とＡｒ５の間に図４（ｂ）の縦方向に延びた焦点検出エリアが追加されることになり、焦点検出エリアＡｒ２とＡｒ５の間隔が大きく離れて小型化を阻止することになったり、撮影画面中心に対してエリア配置が非対称となって使い勝手が悪くなるといった不都合を避けるためである。
【００２２】
この様に、同一種類のイメージセンサを複数配置し、イメージセンサ内の複数対のイメージセンサアレイの一部を使用しない構成とする方が、各焦点検出エリアに対して専用のイメージセンサを用意するよりもコスト面で有利である。
ここで、本発明のようにイメージセンサアレイの配置が非対称なイメージセンサを用いることなく、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す焦点検出エリアを実現する場合について説明する。
【００２３】
図９はイメージセンサアレイの配置が対称なイメージセンサの例を示す図であり、（ａ）は図１に示すイメージセンサにイメージセンサアレイＲ４ａ，Ｒ４ｂを追加したイメージセンサＳ４を、また（ｂ）は図１のイメージセンサからイメージセンサアレイＲ１ａ，Ｒ１ｂを省いたイメージセンサＳ５を示す。
【００２４】
先ず、イメージセンサＳ４を用いて図２（ｂ），図３（ｂ）に示すような焦点検出エリアを構成しようとすると、本発明と同様に、図２（ｂ）のエリア配置の場合で２個のイメージセンサが、また図３（ｂ）のエリア配置の場合で３個のイメージセンサが、それぞれ必要となる。しかしながら、図１に示すイメージセンサに比べて縦方向のイメージセンサアレイが一対多いため、その分、半導体チップとパッケージの面積が増し、コスト高となる。さらに、イメージセンサ自体の大きさが大きいため、スペース的にも不利となって焦点検出装置の小型化を妨げることになる。
【００２５】
一方、イメージセンサＳ５を用いる場合を考えると、半導体チップの面積は減少するが、図２（ｂ）のエリア配置の場合で４個のイメージセンサが、また図３（ｂ）のエリア配置の場合で５個のイメージセンサが、それぞれ必要となり、本発明に比べて必要なイメージセンサの数が増大し、結果的にはコスト高となる。この様にイメージセンサアレイの配置が非対称な１種類のイメージセンサを用いて焦点検出装置を構成する事により、イメージセンサの半導体チップ面積とパッケージ面積増大を防ぎ、使用するイメージセンサ数を少なくすることができ、コスト的に有利な焦点検出装置を提供することができる。
【００２６】
尚、図２（ａ）、図３（ａ）に示す焦点検出装置では、視野開口からイメージセンサまでを直線的に配列して説明しているが、これでは実際のカメラボディに効率的に収納することはできないため、光路中にミラーを設けて光束を折り曲げる構造としても良い。その場合、見かけ上はイメージセンサＳ２がＳ１に対して１８０゜回転していなかったり、イメージセンサＳ３がＳ１とＳ２の間に位置しなくなることがあるが、光学的な配置は本発明と何ら変わるものではない。
【００２７】
ところで、イメージセンサのパッケージには入出力端子（以後、単に端子と呼ぶ）が備わっており、例えばフレキシブルプリント基板（以後ＦＰＣと略す）等の基板にハンダ付けされ、外部回路との信号の入出力が行われる。
図１０（ａ）はイメージセンサのパッケージ裏面に設けられた端子を示す図であり、図１０（ｂ），（ｃ）は図１０（ａ）に示す端子に接続する端子を備えたＦＰＣを示す図である。パッケージに設けられた端子の数は偶数であることが多く、図１０（ａ）に示すイメージセンサのように１６個の端子を備える場合は、８個の端子Ｐ１〜Ｐ８とＰ９〜Ｐ１６とをそれぞれ左右（あるいは上下）に対称的に配置するのが一般的である。また、ＦＰＣにはパッケージの端子との接点となるパターンＬ１〜Ｌ１６が、左右対称に同数ずつに分けて配置され、同じ番号を付けた端子とパターン同士を半田付けする。
【００２８】
従来のイメージセンサを用いた場合と異なり、上述したようなイメージセンサアレイを非対称な配置で備えたイメージセンサを用いる本発明の焦点検出装置では、２個のイメージセンサの一方を１８０゜回転させて配置するため、１種類のＦＰＣ（例えば図１０（ｂ）に示すＦＰＣのみ）を用いると、イメージセンサＳ１とＳ２とで上下を逆さまに配置して端子に接続する形態となり、好ましくない。
【００２９】
そこで、図１０（ｂ），（ｃ）のようにそれぞれ形状の異なる２種類のＦＰＣを用意し、例えば図２のイメージセンサＳ１，Ｓ２用にそれぞれ図１０（ｂ），（ｃ）に示すＦＰＣを用いる。
しかしながら図１０（ｂ）に示すＦＰＣに対してイメージセンサはＳ１の向きにも、Ｓ２の向きにも装着可能であり、誤装着の原因となる。これは、図１０（ｃ）に示すＦＰＣも同様である。従って、イメージセンサの向きとＦＰＣの組み合わせが正しくなるよう（同じ番号同士が接続されるよう）注意が必要である。
【００３０】
このため、本発明による焦点検出装置では、パッケージに対して端子を左右、もしくは上下方向に非対称な形態で配置することとする。これについて、以下に説明する。
図６、図７、図８は、本発明の焦点検出装置に用いられるイメージセンサパッケージに設けられた端子とこれに接続するパターンを有するＦＰＣの例を示す図である。それぞれの図において、（ａ）はイメージセンサのパッケージ背面（端子側の面）を示す図であり、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２に示すイメージセンサＳ１用、Ｓ２用ＦＰＣの正面（パターン側の面）を示す図である。尚、各図の（ｂ），（ｃ）は、イメージセンサに半田付けした際の上下方向の向きを揃えて示してある。また、互いに同じ番号が付された端子とパターン同士が接続されることは、上記の場合と同様である。
【００３１】
図６（ａ）に示すパッケージは、図の左右（つまり、複数のイメージセンサ対が配列されている方向の端部）で端子の数が異なる配置の例である。つまり、図６（ａ）に示すパッケージの図面右側に上から順に端子Ｐ１〜Ｐ１０を配置し、図面左側に上から順に端子Ｐ１６〜Ｐ１１を配置している。尚、この向きを図２に示すイメージセンサＳ１の向きとする。
【００３２】
これに対し、図６（ｂ）に示すＳ１用ＦＰＣは、その図面右側に上から順にパターンＬ１６〜Ｌ１１を配置し、図面左側に上から順にパターンＬ１〜Ｌ１０を配置している。また、図６（ｃ）に示すＳ２用ＦＰＣは、その図面右側に上から順にパターンＬ１０〜Ｌ１を配置し、図面左側に上から順にパターンＬ１１〜Ｌ１６を配置している。
【００３３】
従って、図６（ｂ）に示すＳ１用ＦＰＣに図６（ａ）のイメージセンサを図２のイメージセンサＳ２と同様の向きに装着することはできず、また、図６（ｃ）に示すＳ２用ＦＰＣに図６（ａ）のイメージセンサを図２のイメージセンサＳ１と同様の向きに装着することはできない。尚、図６に示す例では端子を図の左右方向の端部に配置しているが、図の上下方向端部（つまり、一対のイメージセンサアレイが配列されている方向の端部）に配置しても構わない。
【００３４】
また、図７（ａ）に示すパッケージは、パッケージの隣り合う端部（縦側と横側）に端子を８個ずつ配置した例である。つまり、図７（ａ）に示すパッケージの図面右側に上から順に端子Ｐ９〜Ｐ１６を配置し、図面上側に左から順に端子Ｐ１〜Ｐ８を配置している。尚、この向きを図２に示すイメージセンサＳ１の向きとする。
【００３５】
これに対し、図７（ｂ）に示すＳ１用ＦＰＣは、その図面左側に上から順にパターンＬ９〜Ｌ１６を配置し、図面上側に右から順にパターンＬ１〜Ｌ８を配置している。また、図７（ｃ）に示すＳ２用ＦＰＣは、その図面右側に上から順にパターンＬ１６〜Ｌ９を配置し、図面下側に左から順にパターンＬ１〜Ｌ８を配置している。
【００３６】
従って、図７（ｂ）に示すＳ１用ＦＰＣに図７（ａ）のイメージセンサを図２のイメージセンサＳ２と同様の向きに装着することはできず、また、図７（ｃ）に示すのＳ２用ＦＰＣに図７（ａ）のイメージセンサを図２のイメージセンサＳ１と同様の向きに装着することはできない。
【００３７】
さらに、図８（ａ）に示すパッケージは、図の左右（つまり、複数のイメージセンサ対が配列されている方向の端部）に配置された端子数は左右同数（８個）であるが、一方の端子群Ｐ９〜Ｐ１６の位置を図の下方へずらして配置した例である。つまり、図８（ａ）に示すパッケージの図面右側に上から順に端子Ｐ１〜Ｐ８を配置し、図面左下側に上から順に端子Ｐ１６〜Ｐ９を配置している。尚、この向きを図２に示すイメージセンサＳ１の向きとする。
【００３８】
これに対し、図８（ｂ）に示すＳ１用ＦＰＣは、その図面左側に上から順にパターンＬ１〜Ｌ８を配置し、図面右下側に上から順にパターンＬ１６〜Ｌ９を配置している。また、図８（ｃ）に示すＳ２用ＦＰＣは、その図面右側に上から順にパターンＬ８〜Ｌ１を配置し、図面左上側に上から順にパターンＬ９〜Ｌ１６を配置している。
【００３９】
この場合、図８（ｂ），（ｃ）いずれのＦＰＣに対しても、イメージセンサを図２に示すイメージセンサＳ１，Ｓ２いずれの向きにも装着可能であるが、イメージセンサの向きが正しくない場合にはＦＰＣに対するパッケージの位置が大きくずれるので、正しく無いことが容易に判別でき、誤装着を防止できる。
【００４０】
図１１〜図１３により、第３の実施の形態を説明する。図１１は一実施の形態の焦点検出装置の構成を示す斜視図、図１２はＣＣＤチップを被写体側から見た図、図１３は視野マスクを被写体側から見た図である。撮影レンズ１を透過した被写界からの光束は、視野マスク２１の近傍で結像する。視野マスク２１は、図１３に示すように４個の焦点検出領域２１Ｘ１、２１Ｘ２、２１Ｘ３、２１Ｙに対応した１個の視野開口を有する。焦点検出領域２１Ｘ２は撮影画面中央のｘ軸方向に延びる領域であり、焦点検出領域２１Ｙは撮影画面中央のｙ軸方向に延びる領域である。また、焦点検出領域２１Ｘ１、２１Ｘ３はそれぞれ、撮影画面周辺のｘ軸方向に延びる領域であり、撮影画面中央の焦点検出領域２１Ｘ２と平行な領域である。
【００４１】
被写界からの光束の内、撮影レンズ１の光軸Ｌ上の焦点検出領域２１Ｘ２を通る光束はコンデンサーレンズ３を透過し、撮影レンズ１の射出瞳領域１ａ，１ｂとほぼ共役な位置に配置された絞りマスク４１の絞り開口４１ａ，４１ｂ、および再結像光学系５１の再結像レンズ５１ａ，５１ｂを通過して分割され、それぞれＣＣＤチップ６１の受光素子列６２ａ，６２ｂ上に結像する。
【００４２】
同様に、撮影レンズ１の光軸Ｌ上の視野開口の焦点検出領域２１Ｙを通る光束はコンデンサーレンズ３を透過し、撮影レンズ１の射出瞳領域１ｃ，１ｄとほぼ共役な位置に配置された絞りマスク４１の絞り開口４１ｃ，４１ｄ、および再結像光学系５１の再結像レンズ部５１ｃ，５１ｄを通過して分割され、それぞれＣＣＤチップ６１の受光素子列６１ｃ，６１ｄ上に結像する。
【００４３】
被写界からの光束の内、撮影レンズ１の光軸Ｌから外れた焦点検出領域２１Ｘ１を通る光束はコンデンサーレンズ３を透過し、撮影レンズ１の射出瞳領域１ａ，１ｂとほぼ共役な位置に配置された絞りマスク４１の絞り開口４１ａ，４１ｂ、および再結像光学系５１の再結像レンズ部５１ａ，５１ｂを通過して分割され、それぞれＣＣＤチップ６１の受光素子列６１ａ，６１ｂ上に結像する。
【００４４】
また、撮影レンズ１の光軸Ｌから外れた焦点検出領域２１Ｘ３を通る光束はコンデンサーレンズ３を透過し、撮影レンズ１の射出瞳領域１ａ，１ｂとほぼ共役な位置に配置された絞りマスク４１の絞り開口４１ａ，４１ｂ、および再結像光学系５１の再結像レンズ部５１ａ，５１ｂを通過して分割され、それぞれＣＣＤチップ６１の受光素子列６３ａ，６３ｂ上に結像する。
【００４５】
視野マスク２１の視野開口は、図１３に示すように、４個の焦点検出領域２１Ｘ１、２１Ｘ２、２１Ｘ３、２１Ｙに対応しており、凹部と凸部を有する形状に形成される。そして、図１２に示すように、ＣＣＤチップ６１上にはｘ軸およびｙ軸方向に二対の視野開口像７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄが結像されるが、視野開口の一つの像の凹部に他の像の凸部が重ならずに入り込むように、二対の絞り開口４１ａ、４１ｂおよび４１ｃ、４１ｄと、二対の再結像レンズ５１ａ、５１ｂと５１ｃ、５１ｄを配置する。
【００４６】
このような構成としたことにより、Ｆ値の大きい暗い撮影レンズでも、焦点検出用光束のケラレの発生が少なくなり、焦点検出不能になる確率が低くなる。また、一対の視野開口像の間隔が狭くなるので、受光素子のチップ面積が小さくなり、装置のコスト低減と小型化を図ることができる。
【００４７】
なお、視野マスクの視野開口の形状は上述した一実施の形態に限定されず、凹部と凸部を有した形状であれば、例えば図１４に示すような形状でもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一種類のセンサチップを用いることにより、コスト的に有利で、且つ多彩な焦点検出エリア配置を実現し、さらには製造を容易にすることができる。
また、本発明によれば、Ｆ値の大きい暗い撮影レンズでも、焦点検出用光束のケラレの発生が少なくなり、焦点検出不能になる確率が低くなる。また、一対の視野開口像の間隔が狭くなるので、受光素子のチップ面積が小さくなり、装置のコスト低減と小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る焦点検出装置に用いられるイメージセンサを示す正面図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態に係る焦点検出装置の概略的な構成を示す図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態に係る焦点検出装置の概略的な構成を示す図である。
【図４】  本発明の第２の実施の形態の変形例の焦点検出装置の概略的な構成を示す図である。
【図５】  図４に示す第２の実施の形態の変形例で用いられるイメージセンサーの正面図である。
【図６】  本発明の焦点検出装置に用いられるイメージセンサパッケージに設けられた端子とこれに接続するパターンを有するＦＰＣの例を示す図。
【図７】  本発明の焦点検出装置に用いられるイメージセンサパッケージに設けられた端子とこれに接続するパターンを有するＦＰＣの例を示す図。
【図８】  本発明の焦点検出装置に用いられるイメージセンサパッケージに設けられた端子とこれに接続するパターンを有するＦＰＣの例を示す図。
【図９】  イメージセンサアレイの配置が対称なイメージセンサの例を示す図
【図１０】  イメージセンサのパッケージ裏面に設けられた端子とこれに対応したＦＰＣを示す図。
【図１１】  第３の実施の形態の焦点検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】  ＣＣＤチップを被写体側から見た図である。
【図１３】  視野マスクを被写体側から見た図である。
【図１４】  視野マスクの視野開口形状の他の実施例を示す図である。
【図１５】  位相差検出方式の焦点検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】  図１５に示す焦点検出装置を図１５のｙ軸方向から見た光路図である。
【符号の説明】
Ｓ１，Ｓ１’，Ｓ２，Ｓ２’，Ｓ３，Ｓ３’  イメージセンサ
ＣＰ  半導体チップ
ＰＫＧ  パッケージ
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ，Ｒ４ａ，Ｒ４ｂ，Ｒ５ａ，Ｒ５ｂ，Ｒ６ａ，Ｒ６ｂ  イメージセンサアレイ
Ｐ１〜Ｐ１６  イメージセンサのパッケージの入出力端子（端子）
Ｌ１〜Ｌ１６  ＦＰＣのパターン
１  撮影レンズ
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  射出瞳領域
２１  視野マスク
２１Ｘ１，２１Ｘ２，２１Ｘ３，２１Ｙ  焦点検出領域
３１  コンデンサーレンズ
４１  絞りマスク
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  絞り開口
５１  再結像光学系
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  再結像レンズ
６１  ＣＣＤチップ
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ  受光素子列
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ  視野開口像
【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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【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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