JPS59128506A - 撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系 - Google Patents
撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系Info
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- JPS59128506A JPS59128506A JP353183A JP353183A JPS59128506A JP S59128506 A JPS59128506 A JP S59128506A JP 353183 A JP353183 A JP 353183A JP 353183 A JP353183 A JP 353183A JP S59128506 A JPS59128506 A JP S59128506A
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- photographic lens
- lens
- array
- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/282—Autofocusing of zoom lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学
系に関し、より具体的には、連続撮影用に適した撮影レ
ンズにおける自動焦点調節機構の受光素子に対し、撮影
レンズ入射光束を効率的に分配し得る光学系に関する。
系に関し、より具体的には、連続撮影用に適した撮影レ
ンズにおける自動焦点調節機構の受光素子に対し、撮影
レンズ入射光束を効率的に分配し得る光学系に関する。
この種ぬ影レンズ用の自動焦点調節機構にあっては、
１）低照度下（例えば被写体゛照度１０ルックス程度）
でも作動可能なように、自動 焦点調節機構の受光素子へ出来るだけ 多く且つ効率よく撮影レンズ入射光束 を分配すること、 ２）撮影レンズ光学系の仕様（例えば、口径比、大きさ
、性能等）にあまり負担 をかけないこと、及び ３）可能な限り、連続撮影に対しても焦点調節が適切に
行なわれること という条件が満たされなければならない。
でも作動可能なように、自動 焦点調節機構の受光素子へ出来るだけ 多く且つ効率よく撮影レンズ入射光束 を分配すること、 ２）撮影レンズ光学系の仕様（例えば、口径比、大きさ
、性能等）にあまり負担 をかけないこと、及び ３）可能な限り、連続撮影に対しても焦点調節が適切に
行なわれること という条件が満たされなければならない。
従来の自動焦点調節機構にあっては、撮影レンズ入射光
束を自動焦点調節用に分割する方法として、例えば３ｍ
ｍカメラやＩＴＶカメラについて、撮影レンズ内の光軸
上にハーフ・ミラーを配置したり、光軸から横方向にず
れた位置に小さな円形又は角形の全反射ミラーを配置す
る方法が提案されている。
束を自動焦点調節用に分割する方法として、例えば３ｍ
ｍカメラやＩＴＶカメラについて、撮影レンズ内の光軸
上にハーフ・ミラーを配置したり、光軸から横方向にず
れた位置に小さな円形又は角形の全反射ミラーを配置す
る方法が提案されている。
ところが、これら両方法において自動焦点調節機構への
分割光量を多くするためには、ハーフ・ミラーを構成す
るプリズムを大きくづるとかミラーの反射率を上げるこ
とや、全反射ミラーを大きくすることが必要であるが、
そのようにすると、撮影レンズ系が大きくなるだけでな
く、撮影レンズ光学系の性能を維持するために収差補正
に無理がかかる。また、撮影に供される光量が不足して
実効口径比が下がってしまう。
分割光量を多くするためには、ハーフ・ミラーを構成す
るプリズムを大きくづるとかミラーの反射率を上げるこ
とや、全反射ミラーを大きくすることが必要であるが、
そのようにすると、撮影レンズ系が大きくなるだけでな
く、撮影レンズ光学系の性能を維持するために収差補正
に無理がかかる。また、撮影に供される光量が不足して
実効口径比が下がってしまう。
参考のため、これら従来例の光学系を第１図と第２図に
示した。第１図は撮影レンズ１０内に当該ハーフ・ミラ
ーをプリス゛ム１１の形で絞り１２の前側に配置した例
を示す。第１図（Δ）はその光学系を示し、第１図（Ｂ
）は、第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線で見た状態を示す。第１
図（Ｂ）にａ３いてハツチング部分が、撮影レンズ入射
光束の分割されるハーフ・ミラ一部である。１３は撮影
レンズ１０のビン１−面である。第２図は撮影レンズの
光軸に対し横方向にずれた位置に角形の小さな全反射ミ
ラーを配置した従来例であり、第２図（Ａ）はその光学
系を示し、第２図（Ｂ、）は、第２図（Ａ）のＢ−Ｂ線
から見た状態を示す。２１が当該全反射ミラーであり、
第１図と同じ部材には同じ符号を付した。第２図（Ｂ）
でハツチングを施した光束部分が、全反射ミラー２１に
よって反射されて自動焦点調節用に供される。
示した。第１図は撮影レンズ１０内に当該ハーフ・ミラ
ーをプリス゛ム１１の形で絞り１２の前側に配置した例
を示す。第１図（Δ）はその光学系を示し、第１図（Ｂ
）は、第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線で見た状態を示す。第１
図（Ｂ）にａ３いてハツチング部分が、撮影レンズ入射
光束の分割されるハーフ・ミラ一部である。１３は撮影
レンズ１０のビン１−面である。第２図は撮影レンズの
光軸に対し横方向にずれた位置に角形の小さな全反射ミ
ラーを配置した従来例であり、第２図（Ａ）はその光学
系を示し、第２図（Ｂ、）は、第２図（Ａ）のＢ−Ｂ線
から見た状態を示す。２１が当該全反射ミラーであり、
第１図と同じ部材には同じ符号を付した。第２図（Ｂ）
でハツチングを施した光束部分が、全反射ミラー２１に
よって反射されて自動焦点調節用に供される。
本発明は、上記した従来技術の欠点を克服し、自動焦点
調節機構にとって十分な光量を確保しつつ、面形レンズ
の光学仕様に悪影響を及ぼさない自動焦点調節機構用光
学系を提示することを目的とづる。
調節機構にとって十分な光量を確保しつつ、面形レンズ
の光学仕様に悪影響を及ぼさない自動焦点調節機構用光
学系を提示することを目的とづる。
本発明は更に、撮影レンズに絹込んでも撮影レンズを殊
更に大きくする必要のないコンパクトな自動焦点調節用
光学系を提示づ−ることを目的としている。
更に大きくする必要のないコンパクトな自動焦点調節用
光学系を提示づ−ることを目的としている。
これらの目的を達成するため、本発明にあっては、自動
焦点調節機構用受光素子として線形受光素子アレイを採
用し、他方光束分割素子としては細長く好ましくは高反
射率のミラーを採用し、更に、当該光束分割用ミラーに
よる反射光束が当該線形受光素子アレイの各素子につい
てその中心部分の少なくとも３０％をカバー覆るように
、当該光束分割用ミラーと当該線形受光素子アレイとの
間の光学系を構成した。線形受光素子アレイとしては、
ＣＣ’ Ｄアレイ素子が好ましい。この結果、光束分割
素子としてのミラーは、細長いけれども撮影レンズ透過
光束の全体に占める面積（よ極めて小さいものでよくな
り、に＜上記目的を達成することができる。
焦点調節機構用受光素子として線形受光素子アレイを採
用し、他方光束分割素子としては細長く好ましくは高反
射率のミラーを採用し、更に、当該光束分割用ミラーに
よる反射光束が当該線形受光素子アレイの各素子につい
てその中心部分の少なくとも３０％をカバー覆るように
、当該光束分割用ミラーと当該線形受光素子アレイとの
間の光学系を構成した。線形受光素子アレイとしては、
ＣＣ’ Ｄアレイ素子が好ましい。この結果、光束分割
素子としてのミラーは、細長いけれども撮影レンズ透過
光束の全体に占める面積（よ極めて小さいものでよくな
り、に＜上記目的を達成することができる。
以下、図面に示した実施例を参照して本発明を詳述する
。
。
第３図は、第１図及び第２図に示したのと同じ撮影レン
ズに本発明を適用した一例・であり、第３図＜Ａ）はそ
の光学系を、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ線か
ら見た状態を示している。第１図及び第２図と同じ部材
には同じ符号を付しである。３１は、本発明にお【プる
光束分割用素子としてのミラーであり、第３図（Ｂ）の
ハツチング部分は、その反射面に対応する。ただし、当
該光束分割用ミラー素子３１は、判り易くするために幅
広に強調して描いである点に注意されたい。光束分割用
ミラー３１は、撮影レンズ１０の光軸垂直横方向にずれ
た位置で絞り１２の前側に配設してあり、当該光束分割
用ミラー３１による分割光束は、反則ミラー３２により
当該撮影レンズ１０の光軸と平行な方向に反射され、結
像レンズ３３により自動焦点調節用の想定ピント面３４
上に結像する。想定ピント而３４上には、線形受光素子
アレイと光学系を一体化した自動焦点調節用光センサ・
モジュール（詳しくは後述する。）を配置してあり、こ
の受光素子アレイの各素子の出力を適宜に比較すること
により、また各素子の出力変化を比較することにより焦
点整合状態を知ることができる。
ズに本発明を適用した一例・であり、第３図＜Ａ）はそ
の光学系を、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ線か
ら見た状態を示している。第１図及び第２図と同じ部材
には同じ符号を付しである。３１は、本発明にお【プる
光束分割用素子としてのミラーであり、第３図（Ｂ）の
ハツチング部分は、その反射面に対応する。ただし、当
該光束分割用ミラー素子３１は、判り易くするために幅
広に強調して描いである点に注意されたい。光束分割用
ミラー３１は、撮影レンズ１０の光軸垂直横方向にずれ
た位置で絞り１２の前側に配設してあり、当該光束分割
用ミラー３１による分割光束は、反則ミラー３２により
当該撮影レンズ１０の光軸と平行な方向に反射され、結
像レンズ３３により自動焦点調節用の想定ピント面３４
上に結像する。想定ピント而３４上には、線形受光素子
アレイと光学系を一体化した自動焦点調節用光センサ・
モジュール（詳しくは後述する。）を配置してあり、こ
の受光素子アレイの各素子の出力を適宜に比較すること
により、また各素子の出力変化を比較することにより焦
点整合状態を知ることができる。
第４図は、本発帆に用いる線形受光素子アレイ４０とし
でのＣＣＤアレイ素子の正面図であり、線対称の受光窓
を有する隣接した一対の素子（Ａ。
でのＣＣＤアレイ素子の正面図であり、線対称の受光窓
を有する隣接した一対の素子（Ａ。
Ｂよ ；１−１〜１１）が等間隔に複数個並設されてい
る。第５図は自動焦点調節用光センサ・モジュールの分
解図であり、線形受光素子アレイ４０の前面に、当該受
光素子アレイ４０の各素子毎に対応した小レンズを有す
るレンズアレイ４２と、更にカバーレンズ４４とを配設
してモジュール化してあり、受光素子アレイ４０の取扱
いを容易なものとしている。この光センサ・モジュール
の縦断側面図を第６図に示した。全反射ミラー３２、結
像レンズ′３３及びカバーレンズ４４からなる光学系は
、光束分割用ミラー３１と受光素子アレイとが光学的に
共役となるように調定される。前述した想定ピント面３
４は、当該光センサ・モジュールにおいてレンズアレイ
４２の直前に位置する。
る。第５図は自動焦点調節用光センサ・モジュールの分
解図であり、線形受光素子アレイ４０の前面に、当該受
光素子アレイ４０の各素子毎に対応した小レンズを有す
るレンズアレイ４２と、更にカバーレンズ４４とを配設
してモジュール化してあり、受光素子アレイ４０の取扱
いを容易なものとしている。この光センサ・モジュール
の縦断側面図を第６図に示した。全反射ミラー３２、結
像レンズ′３３及びカバーレンズ４４からなる光学系は
、光束分割用ミラー３１と受光素子アレイとが光学的に
共役となるように調定される。前述した想定ピント面３
４は、当該光センサ・モジュールにおいてレンズアレイ
４２の直前に位置する。
第７図は、対物レンズの直後に光束分割用ミラー３１を
配置した例である。その他は第３図の実施例と異ならな
い。つまり、光束分割用ミラー３１は、フォーカシング
用レンズ群の後に位置する限り、位置的制限はなくどこ
に配置してもよい。
配置した例である。その他は第３図の実施例と異ならな
い。つまり、光束分割用ミラー３１は、フォーカシング
用レンズ群の後に位置する限り、位置的制限はなくどこ
に配置してもよい。
本発明を適用する自動焦点調節機構は、一般に位相検出
法と呼ばれているものであり、まず、撮影レンズを通過
づ−る光束を光束分割用ミラー３１により自動焦点調節
用光学系に導き、カバーレンズ４４及びレンズアレイ４
２を介して線形受光素子アレイ４０に供給する。この自
動焦点調節用光学系は、レンズアレイの直前に想定ピン
ト面３４を有し、外部被写体の像がこのピント面３４に
結像したとき、受光素子アレイ４０の隣接する一対の受
光素子（ＡとＢ）にその結像光束エネルギーが等分され
、結ト 像がビンシ面３４からずれるどそのずれ量に応じて当該
受光素子対（ＡとＢ）への光エネルギーの分配優が変化
するように構成してあり、この隣接受光素子対の出力を
比較演算することにより焦点整合状態か否かを判別する
。また、光束分割用ミラーは線形受光素子アレイど光学
的に共役な関係にあり、このことは当該光束分割用ミラ
ーを自動焦点調節用光学系の絞りと想定したときに、当
該線形受光素子アレイ而が射出瞳位置にあることに相当
し、この結果、作動時には、線形受光素子アレイの個々
の素子に対し常に均等な光量を提供づることができる。
法と呼ばれているものであり、まず、撮影レンズを通過
づ−る光束を光束分割用ミラー３１により自動焦点調節
用光学系に導き、カバーレンズ４４及びレンズアレイ４
２を介して線形受光素子アレイ４０に供給する。この自
動焦点調節用光学系は、レンズアレイの直前に想定ピン
ト面３４を有し、外部被写体の像がこのピント面３４に
結像したとき、受光素子アレイ４０の隣接する一対の受
光素子（ＡとＢ）にその結像光束エネルギーが等分され
、結ト 像がビンシ面３４からずれるどそのずれ量に応じて当該
受光素子対（ＡとＢ）への光エネルギーの分配優が変化
するように構成してあり、この隣接受光素子対の出力を
比較演算することにより焦点整合状態か否かを判別する
。また、光束分割用ミラーは線形受光素子アレイど光学
的に共役な関係にあり、このことは当該光束分割用ミラ
ーを自動焦点調節用光学系の絞りと想定したときに、当
該線形受光素子アレイ而が射出瞳位置にあることに相当
し、この結果、作動時には、線形受光素子アレイの個々
の素子に対し常に均等な光量を提供づることができる。
このような自動焦点調節機構にあっては、線形受光素子
アレイに対する充分な光量と、その隣接受光素子対への
光量分配のバランスが重要な問題である。
アレイに対する充分な光量と、その隣接受光素子対への
光量分配のバランスが重要な問題である。
本発明においては、この光束分割方法子として、横方向
の有効寸法は、線形受光素子アレイ４０への結像が当該
アレイ４０の全体をカバーし、縦方向（撮影レンズの光
軸と垂直な面への射影で見て）の有効寸法は、線形受光
素子アレイ４０の中央部において各受光素子受光窓の３
０％程度だけをカバーする矩形反射ミラーを採用した。
の有効寸法は、線形受光素子アレイ４０への結像が当該
アレイ４０の全体をカバーし、縦方向（撮影レンズの光
軸と垂直な面への射影で見て）の有効寸法は、線形受光
素子アレイ４０の中央部において各受光素子受光窓の３
０％程度だけをカバーする矩形反射ミラーを採用した。
当該反則ミラーによる光束が受光素子受光窓をカバー覆
る状態を第８図に示した。ハツチングが光束分割用ミラ
ー３１の像を示す。この結果、分割光束の利用効率が高
まり、光束分割用ミラー３１の挿入空間を極力小さくす
ることができる。更には、光束分割用ミラー３１や線形
受光素子アレイ４０等が公差内でねじれを起こしたとき
でも、当該アレイ４０の隣接素子対へ供給される光量の
バランスがくずれることがない。このずれた状態を第９
図に示した。
る状態を第８図に示した。ハツチングが光束分割用ミラ
ー３１の像を示す。この結果、分割光束の利用効率が高
まり、光束分割用ミラー３１の挿入空間を極力小さくす
ることができる。更には、光束分割用ミラー３１や線形
受光素子アレイ４０等が公差内でねじれを起こしたとき
でも、当該アレイ４０の隣接素子対へ供給される光量の
バランスがくずれることがない。このずれた状態を第９
図に示した。
第１図に示したハーフ・ミラーは通常２０％程度の反射
率で利用されており、その部分は、全反射の場合に比べ
ると高々２割の光量しか得られない。
率で利用されており、その部分は、全反射の場合に比べ
ると高々２割の光量しか得られない。
また、第２図に示される場合では、利用光量は１割近く
にまで減少し、自動焦点調節機構用には全く不向きであ
る。
にまで減少し、自動焦点調節機構用には全く不向きであ
る。
ところが本発明は、線形受光素子アレイの受光面の３０
％しか利用していないかわりに光束分割用ミラーの反射
率を１００％近くまで上げることができ、従って全体と
して分割光束の利用率を上げることができた。また、第
１図と第３図の比較から判るように、光束分割用ミラー
の占有空間も小さくて済み、撮影レンズへの収差の影響
を除去できると共に、撮影レンズをコンパクトなものと
することができる。
％しか利用していないかわりに光束分割用ミラーの反射
率を１００％近くまで上げることができ、従って全体と
して分割光束の利用率を上げることができた。また、第
１図と第３図の比較から判るように、光束分割用ミラー
の占有空間も小さくて済み、撮影レンズへの収差の影響
を除去できると共に、撮影レンズをコンパクトなものと
することができる。
第１図及び第２図は従来の光束分割方法を示す図であり
、第３図は、本発明に係る自動焦点調節用光学系の一実
施例を示す図である。第４図は、線形受光素子アレイの
正面図である。第５図は、自動焦点調節用光センサ・モ
ジュールの分解図であり、第６図は当該モジュールの縦
断側面図である。第７図は第３図とは別の実施例を示し
、第８図及び第９図は、線形受光素子アレイの各隣接素
子対への光束分割用ミラーの結像状態を示す図である。 １０・・・撮影レンズ １１・・・プリズム １２・・
・絞り １３・・・ピント面 ２１・・・全反射ミラー
３１・・・光束分割用ミラー ３２・・・反射ミラー
３３・・・結像レンズ ３４・・・想定ピント面 ４
０・・・線形受光素子アレイ ４２・・・レンズアレイ
４４・・・カバーレンズ 特許出願人 株式会社タムロン １１ 〜） 第１図 第４図 （Ｂ） （Ｂ） （Ｂ）
、第３図は、本発明に係る自動焦点調節用光学系の一実
施例を示す図である。第４図は、線形受光素子アレイの
正面図である。第５図は、自動焦点調節用光センサ・モ
ジュールの分解図であり、第６図は当該モジュールの縦
断側面図である。第７図は第３図とは別の実施例を示し
、第８図及び第９図は、線形受光素子アレイの各隣接素
子対への光束分割用ミラーの結像状態を示す図である。 １０・・・撮影レンズ １１・・・プリズム １２・・
・絞り １３・・・ピント面 ２１・・・全反射ミラー
３１・・・光束分割用ミラー ３２・・・反射ミラー
３３・・・結像レンズ ３４・・・想定ピント面 ４
０・・・線形受光素子アレイ ４２・・・レンズアレイ
４４・・・カバーレンズ 特許出願人 株式会社タムロン １１ 〜） 第１図 第４図 （Ｂ） （Ｂ） （Ｂ）
Claims (1)
- 撮影レンズ内を通過する光束の一部を線形受光素子アレ
イに供給し、当該線形受光素子アレイの各素子の出力を
比較演綽することにより焦点整合状態を検知する自動焦
点整合機構のための光学系であって、撮影レンズの光軸
から横方向にずれた位置に細長い゛光束分割用ミラーを
配置し、当該光束分割用ミラーは、当該線形受光素子ア
レイへの結像状態で換算して、横方向有効寸法が当該線
形受光素子アレイを完全にカバーし、撮影レンズの光軸
に垂直な面への射影で見た縦方向有効寸法が当該受光素
子アレイの中央部をカバーする大きさであることを特徴
とする撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP353183A JPS59128506A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP353183A JPS59128506A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128506A true JPS59128506A (ja) | 1984-07-24 |
Family
ID=11559968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP353183A Pending JPS59128506A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 撮影レンズにおける自動焦点調節機構用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128506A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319415A (en) * | 1992-03-16 | 1994-06-07 | Nikon Corporation | Interchangeable lens and camera system incorporating the same lens |
| US6822801B2 (en) | 2001-06-04 | 2004-11-23 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Device for determining focused state of taking lens |
| EP2051120A1 (en) | 2005-09-13 | 2009-04-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens apparatus comprising a focus-state detecting unit |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5115432A (ja) * | 1974-07-29 | 1976-02-06 | Yashica Co Ltd | Goshotenkenshutsusochi |
| JPS55130524A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-09 | Honeywell Inc | Optical device using a plurality of lenslet |
| JPS5760122B2 (ja) * | 1979-10-17 | 1982-12-17 | Yozaburo Yanagisawa |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP353183A patent/JPS59128506A/ja active Pending
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