JP3826422B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器の焦点検出を行う焦点検出装置に関し、特に、複数箇所の焦点検出エリアに対応して、複数のサブミラーを設けた焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラにおいて、捉えた構図を動かすことなく、撮像面の所望の箇所に焦点を合わせたり、撮像面上を動く被写体像を追い続けて焦点を合わせるものが知られている。
このようなカメラには、撮像面上の焦点状態を細部にわたって検出するために、複数箇所の焦点検出エリアについて焦点検出を行う焦点検出装置が搭載されている。
【０００３】
図１４は、この種の焦点検出装置を示す図である。
図１５は、カメラ内における焦点検出装置の配置を示す図である。
これらの図において、カメラの撮影光学系５１の光軸上にミラー５１ｍが配置され、ミラー５１ｍにおける透過部分の後方に、一平面のサブミラー５２が配置される。
【０００４】
このサブミラー５２の反射方向に、３箇所に透過穴を設けた視野マスク５３が配置される。視野マスク５３の後方には、３つのレンズを一体形成したコンデンサレンズ５４およびミラー５５が配置される。
このミラー５５の反射方向には、視野マスク５３を透過した各被写体光束をそれぞれ分割する絞りマスク５６と、このように分割された分割光束をそれぞれ再結像させるセパレータレンズ５７とが配置される。このセパレータレンズ５７の後方には、受光素子５８が配置される。
【０００５】
このような構成の焦点検出装置では、一枚のサブミラー５２を使用するため、カメラの撮像面側に形成されるべき像空間が、反射方向にそのまま鏡映され、撮像面の鏡映像である像面（予定結像面）側に等価な像空間を形成する。
視野マスク５３には、撮像面上の焦点検出エリアと同一縮尺で透過穴が配列される。
【０００６】
このような視野マスク５３の働きにより、予定結像面を通過する被写体光束の内、撮像面上の焦点検出エリアに到達するべき被写体光束のみが、コンデンサレンズ５４側に透過する。
コンデンサレンズ５４は複合レンズを構成し、焦点検出エリアごとの被写体光束を整形する。これらの被写体光束の像面を傾けずに、受光素子５８上にそのまま再結像させるため、コンデンサレンズ５４を構成する単レンズの主平面は、予定結像面と平行する向きに配置される。
【０００７】
次に、焦点検出エリアごとの被写体光束は、絞りマスク５６を介して分割される。このように分割された分割光束は、被写体光束の結像面で交差し、結像面の前後で位置関係が入れ換わる光束である。
セパレータレンズ５７は、これらの分割光束を個別にアオリ結像（シフト）させ、受光素子５８の受光面上に一組の光像を形成する。このような光像間の間隔や位置関係に基づいて、焦点検出エリアごとに焦点状態の検出が行われる。
【０００８】
ところで、絞りマスク５６の開口部を通過する分割光束は、コンデンサレンズ５４を介した開口部の逆投影像（以下「入射瞳」という）の位置を通過する光束である。
これらの入射瞳５１ａ，５１ｂが、撮影光学系５１の口径蝕（ケラレ）に掛かると、分割光束の一部が欠損するため、焦点状態の検出に支障が生じる。
【０００９】
そのため、レンズ周辺部の口径蝕に掛からないように、入射瞳５１ａ，５１ｂは撮影光学系５１の中央側に近寄せて配置される。
このような配置状態では、図１４に示すように、一組の分割光束ｒ２，ｓ２の対称軸が、撮影光学系５１の中央側から放射状に広がる。そのため、後方に位置する受光素子５８の受光面は、必然的に大きくなる。
【００１０】
このような受光素子の小型化を図るために、コンデンサレンズの直前あるいは直後に光偏向手段を付加した焦点検出装置も知られている（特開昭６３−２７８０１２号公報）。
図１６は、この種の光偏向手段を有する焦点検出装置を示す図である。
図において、コンデンサレンズ６３Ｍ，６３Ｎは、前面および後面の球心が光軸Ｏよりに偏心されている。そのため、光軸Ｏから離れる対称軸ＡＭ３，ＡＮ３は、光軸Ｏ寄りに偏向（シフト）される。
【００１１】
このような構成により、セパレータレンズ６５および受光素子６６を小型に構成することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１４に示した従来例では、撮影光学系５１から離れるに従って、分割光束ｒ２，ｓ２が光軸Ｏから広がる。そのため、焦点検出装置は、これらの光路を内部に確保しなければならず、焦点検出装置全体が、顕著に大きくなってしまうという問題点があった。
【００１３】
また、図１６に示した従来例では、コンデンサレンズ６３の直前に光偏向手段（図１６では、コンデンサレンズ６３Ｍ，６３Ｎの前面形状）を付加しているため、視野マスク６１については小型化を一切図ることができなかった。
さらに、コンデンサレンズ６３の直前に光偏向手段が設けられるため、両者の距離が短く、コンデンサレンズ６３においては、光路の広がり（配列間隔）がほとんど小さくならない。そのため、コンデンサレンズ６３についても、十分な小型化を図ることが不可能であった。
【００１４】
通常、焦点検出装置では、視野マスク６１から受光素子６６までを光学ブロックとして一体に組み合わせることが多い。この光学ブロックの奥行き方向は、光学設計により柔軟に短縮できるため、間口の大きさにより光学ブロック全体の大きさが決定される。
図１６に示した従来例では、視野マスク６１やコンデンサレンズ６３が大きいため、光学ブロックの間口が大きく、光学ブロック全体が大きくなってしまう。
【００１５】
また、光偏向手段をコンデンサレンズ６３と別体に付加した場合には、更に焦点検出装置が大型化してしまう。
このように、図１６に示した従来例においても、焦点検出装置全体が大きいという問題点があった。
一方、装置の大きさの他にも問題点があった。
【００１６】
すなわち、図１４に示した従来例では、分割光束ｒ２，ｓ２の対称軸が、一組のセパレータレンズ５７の重心位置と斜め向きに交差する。
そのため、分割光束ｒ２，ｓ２は、対応するセパレータレンズ５７に対し相異なる角度で入射する。その結果、分割光束ｒ２，ｓ２には、異なる軸外諸収差（像面歪曲など）が生じ、受光素子５８の受光面上に非相関な光像が形成される。
【００１７】
このような光像間では、像パターンの相関性が劣るため、光像間の位置関係を正しく検出することができず、焦点検出の精度が低下するという問題点があった。
また、図１６に示した従来例では、分割光束ｒ３，ｓ３が、コンデンサレンズ６３Ｍの軸外周辺部を通過する。そのため、分割光束ｒ３，ｓ３に球面収差やコマ収差などの諸収差が生じ、受光素子６６の受光面上における結像性能が低下する。そのため、焦点検出の精度が低下するという問題点があった。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、これらの問題点を解決するために、焦点検出精度を向上しつつ、小型化を図ることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項２，３に記載の発明は、請求項１の目的と併せて、焦点検出精度をより高めることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１９】
請求項４〜６に記載の発明は、請求項１の目的と併せて、一層小型化を図ることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１の目的と併せて、内向するサブミラーによる予定結像面の傾斜を的確に補正することができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１の目的と併せて、内向するサブミラーによる予定結像面の傾斜にかかわらず、高い焦点検出精度を得ることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１に記載の発明を説明する図である。
【００２２】
請求項１に記載の発明は、カメラの撮影光学系１を透過し、撮像面上に予め定められた焦点検出エリアに到達する被写体光束を、撮影光路外へ反射するサブミラー２と、サブミラー２により反射された反射光束を分割し、これらの分割光束を個別に再結像させる焦点検出光学系３と、焦点検出光学系３を介して形成される一組の光像を受光面Ｚで受光し、これらの光像の位置関係に基づいて撮影光学系１の焦点検出を行う焦点検出手段４とを備えた焦点検出装置において、複数の焦点検出エリアに対応して、「サブミラー２と焦点検出光学系３との組み合わせ」が複数設けられ、「光軸外の焦点検出エリアＳ」に到達する被写体光束を反射するサブミラー２については、鏡面側が内向して配置されることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、複数のサブミラー２により反射される反射光束は、互いに略平行することを特徴とする。
図３は、請求項３に記載の発明を説明する図である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、複数のサブミラー２は、「反射される被写体光束の入射軸Ｌと撮影光学系１の光軸Ｏとの交点に焦点ｆが位置し、かつ回転軸ｒが互いに略平行する回転放物面Ｐ」と接する向きにそれぞれ配置されることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、複数のサブミラー２は、多面鏡として一体に形成されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、焦点検出手段４では、「複数の焦点検出光学系３により形成される複数組の光像」を個別に光電変換する受光素子列が、同一基板上に一体形成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、複数の焦点検出光学系３では、複数の視野マスクが一体形成され、複数組のセパレータレンズが一体形成され、複数組の絞りマスクが一体形成されてなることを特徴とする。
図４は、請求項７に記載の発明を説明する図である。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、光軸外の焦点検出エリアＳに対応する「サブミラー２と焦点検出光学系３との組み合わせ」については、サブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍと、焦点検出光学系３の主平面Ｈと、焦点検出手段４の受光面Ｚとが、同一直線で交わることを特徴とする。
【００２７】
図５は、請求項８に記載の発明を説明する図である。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、光軸外の焦点検出エリアＳに対応する焦点検出光学系３では、「サブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔの方向に沿って反射光束を分割することを特徴とする。
【００２８】
（作用）
請求項１にかかわる焦点検出装置では、複数の焦点検出エリアに対応して、サブミラー２が複数設けられる。
【００２９】
これら複数のサブミラー２の内、光軸外の焦点検出エリアＳに対応するサブミラー２については、その鏡面側が内向した向きに配置される。
このような構成により、光軸外の焦点検出エリアＳに向かって放射状に広がる被写体光束の入射軸Ｌは、図２に示すように、光軸Ｏ（正確には、中央部のサブミラー２を介して光軸Ｏを反射した軸）寄りに反射される。
【００３０】
特に、このような構成では、サブミラー２と焦点検出光学系３との距離が長いので、複数の反射光束の広がりを効果的に小さく抑えることができる。
このように反射光束の広がりが小さく抑えられることにより、焦点検出光学系３における複数の光路どうしの間隔が格段に短くなり、焦点検出装置の小型化を一層図ることができる。
【００３１】
また、焦点検出光学系３を構成する視野マスク３ａやコンデンサレンズ３ｂなどにおいても、反射光束の広がりが抑えられるので、視野マスク３ａやコンデンサレンズ３ｂについても一緒に小型化される。したがって、従来例と比べて、焦点検出装置全体の小型化が効率的に図られる。
一方、焦点検出光学系３において確保する複数の光路の配列間隔を、図１６に示した従来例と同程度にした場合には、サブミラー２と焦点検出光学系３との距離が長い分だけ、反射光束を偏向する角度を小さくできる。したがって、反射光束に生じる「像面の歪み」その他の弊害を無視できる程度に小さくすることができる。
【００３２】
さらに、反射光束が光軸Ｏ寄りに反射されるので、この反射光束を分割した一組の分割光束については、図２に示されるように、セパレータレンズ３ｃの入射角が対称に近づく。
したがって、セパレータレンズ３ｃにおける軸外諸収差がほぼ対称に生じ、受光面Ｚ上に形成される一組の光像に関して、相関性が向上する。
【００３３】
その結果、光像パターンの相関性が向上して、光像の位置関係を正しく検出することができる。したがって、焦点検出精度が向上する。
また、反射光束が光軸Ｏ寄りに反射されるので、図２に示されるように、コンデンサレンズ３ｂのほぼ正面から反射光束が入射する。そのため、コンデンサレンズ３ｂにおいて生じる球面収差やコマ収差は勿論のこと、像面歪曲までも改善される。したがって、受光面Ｚ上における光像の結像性能が向上し、光像の位置関係をより精度良く検出することができる。したがって、この点からも、焦点検出精度が向上する。
【００３４】
請求項２にかかわる焦点検出装置では、複数のサブミラー２により反射される反射光束が、互いに略平行する。
このような構成では、反射光束の反射方向が一様に揃うので、光軸Ｏ上の焦点検出光学系と同様の条件で、分割および再結像を行うことができる。
すなわち、コンデンサレンズ３ｂの光軸と反射光束の対称軸とが一致し、かつ一組の分割光束がセパレータレンズ３ｃに対称に入射する。したがって、光軸外の焦点検出光学系３において生じていた諸収差が最小限に抑えられ、受光面Ｚ上における光像の結像性能および相関性が最大限に向上する。したがって、光像の位置関係が正しく検出され、焦点検出精度が特に向上する。
【００３５】
請求項３にかかわる焦点検出装置では、個々のサブミラー２について、被写体光束の入射軸Ｌと、撮影光学系１の光軸Ｏとの交点を求める。次に、この交点に焦点ｆが位置する回転放物面Ｐを想定する。
このような回転放物面Ｐと接する向きにサブミラー２を配置することにより、反射光束の反射方向が、回転放物面Ｐの回転軸ｒと平行する。
【００３６】
そこで、個々のサブミラー２に対し想定される回転放物面Ｐについて、回転軸ｒを互いに略平行させることにより、複数のサブミラー２における反射方向を互いに略平行させることができる。
すなわち、このようなサブミラー２の配置構成により、撮像面上の任意箇所（例えば、上下左右および斜め）に位置する焦点検出エリアにおいて、反射光束の反射方向を一定方向に揃えることができる。
【００３７】
このように反射光束の反射方向が一定方向に揃うことにより、光軸外の焦点検出光学系３において生じていた諸収差が最小限に抑えられ、受光面Ｚ上における光像の結像性能および相関性を最大限に向上させることができる。その結果、光像の位置関係が正しく検出され、焦点検出精度が向上する。
請求項４にかかわる焦点検出装置では、複数のサブミラー２を多面鏡として一体に構成する。
【００３８】
従来のカメラでは、サブミラーが一枚で構成されるため、サブミラーから漏れた光が、シャッタ幕に直接照射されることはほとんどなかった。
しかし、複数のサブミラー２を配置した場合には、サブミラー２の隙間から光が漏れ、シャッタ幕に照射されるおそれがある。
このような状態で、シャッタ幕からわずかでも光がフィルム側に漏れると、フィルムが長時間にわたって露光され、撮影画質が著しく損なわれる。そのため、シャッタ幕には、通常のカメラよりも一段と高い遮光性が要求される。
【００３９】
しかしながら、複数のサブミラー２を多面鏡として一体構成することにより、隙間から漏れる光を確実かつ容易に防ぐことができる。したがって、撮影画質を損なうおそれがなくなり、通常程度の遮光性を有するシャッタ幕を採用することができる。
また、複数のサブミラー２が一体に構成されるので、撮影光路外に待避させる場合には、まとめて待避させることができる。したがって、サブミラー２を待避させるためのミラー駆動機構の構成が単純になる。
【００４０】
さらに、複数のサブミラー２が一体に構成されるので、サブミラー２を一枚ずつ組み込む場合に比べ、サブミラー２の角度精度が向上し、かつカメラの組み立て性も向上する。
【００４１】
請求項５にかかわる焦点検出装置では、受光素子列を同一基板上に形成することにより、焦点検出装置の小型化を図る。
請求項６にかかわる焦点検出装置では、焦点検出光学系の構成部品をそれぞれ一体形成することにより、焦点検出装置の小型化を図る。
請求項７にかかわる焦点検出装置では、まず、複数のサブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍを求める。
【００４２】
通常、これらの像面Ｉｍは、個々のサブミラー２が相異なる角度に配置されるため、それぞれ傾きが異なる。
これらの像面Ｉｍが、焦点検出光学系３を介してそのまま再結像されると、受光面Ｚ上の再結像面も、それぞれ傾きが異なる。
したがって、受光面Ｚ上では、鮮明な光像を得ることができず、焦点検出精度が低下してしまう。
【００４３】
しかしながら、請求項７にかかわる焦点検出装置では、図４に示すように、このように求めた像面Ｉｍと、焦点検出光学系３の主平面Ｈと、焦点検出手段４の受光面Ｚとが一直線で交わるように構成される。
このような主平面Ｈの傾きにより、像面Ｉｍはアオリ結像（ティルト）され、受光面Ｚに沿って再結像面が形成される（シャイムフルクの法則）。
【００４４】
したがって、受光面Ｚ上では、像面Ｉｍの傾きにかかわらず、鮮明な光像を得ることができる。その結果、像パターンのコントラストが高くなり、焦点検出精度が向上する。
なお、図４では、コンデンサレンズ３ｂの主平面Ｈを傾けることにより、上述の作用効果を得ているが、セパレータレンズ群３ｃの主平面Ｈなどを個別に傾けても、同様の作用効果が得られる。
【００４５】
請求項８にかかわる焦点検出装置では、「サブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔを求める。
焦点検出光学系３は、この交線Ｔの方向に反射光束を分割する。この分割光束は、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光像を受光面Ｚ上に形成する。
このとき、像面Ｉｍ上において交線Ｔの方向に並ぶ像パターンは、他の方向に並ぶ像パターンとは異なり、受光面Ｚと唯一に平行する。したがって、交線Ｔの方向に並ぶ像パターンは、焦点検出光学系３の平行なレンズ主平面を介して、受光面Ｚ上に鮮明に再結像する。
【００４６】
したがって、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光像については、像パターンの相関を正しく求めることができ、焦点状態を精度良く検出することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００４８】
図６は、請求項１〜６に対応する実施形態を示す図である。
図７〜１１は、焦点検出装置を構成する部品などを示す図である。
これらの図において、カメラの撮影光学系２１の光軸Ｏ上にミラー２２が配置され、ミラー２２における透過部分の後方に、３面からなるサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎが配置される。
【００４９】
このサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎの反射方向には、図８に示すように、３箇所に透過穴を設けた視野マスク２４が配置される。視野マスク２４の後方には、３つのレンズを一体形成したコンデンサレンズ２５およびミラー２６が配置される。
このミラー２６の反射方向には、図９に示すような絞りマスク２７と、図１０に示すようなセパレータレンズ２８とが配置される。このセパレータレンズ２８の後方には、図１１に示すような受光素子２９が配置される。
【００５０】
なお、請求項１〜６に記載の発明と本実施形態との対応関係については、複数のサブミラー２はサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎに対応し、焦点検出光学系３は視野マスク２４，コンデンサレンズ２５，絞りマスク２７およびセパレータレンズ２８に対応し、焦点検出手段４は受光素子２９に対応する。
ここで、サブミラー２３Ｌ〜Ｎの配置について詳細に説明する。
【００５１】
まず、カメラの撮像面（図示せず）上に、複数の焦点検出エリアを設定する。この複数の焦点検出エリアにそれぞれ到達する被写体光束の中から、撮影光学系２１の口径蝕に掛からない入射軸ＡＬ１，ＡＭ１，ＡＮ１を定める。
これらの入射軸ＡＬ１，ＡＭ１，ＡＮ１と光軸Ｏとの交点に焦点がそれぞれ位置し、かつ回転軸が互いに平行する３つの回転放物面を想定し、これらの回転放物面と接する向きに、サブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎをそれぞれ配置する。
【００５２】
このような構成により、入射軸ＡＬ１，ＡＭ１，ＡＮ１は、３面のサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎを介して、互いに平行する向きに反射される。
図１２は、このような反射光束の光路を示す展開図である。
この図は、サブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎの各入射面内において光路を展開した図であり、入射軸の角度θと面角度φとは、
θ＝２φ
の関係を満足する。
【００５３】
このようにして、反射光束の広がりが抑えられるため、焦点検出光学系の小型化を図ることができる。
また、光軸外の焦点検出エリアに対応する一組の光束ｒ１，ｓ１は、焦点検出光学系の軸に対して対称となるので、受光素子２９の受光面に形成される光像の相関性が確保される。
【００５４】
図１３は、予定結像面の傾きを示す図である。
サブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎは、相異なる角度に配置されるため、これらの鏡面を対称面として撮像面を鏡映した像面は若干傾斜する。
【００５５】
したがって、受光素子２９の受光面に形成される光像の像面も傾斜する。このような像面の傾斜により、像パターンが不鮮明になるため、焦点検出精度が低下する。なお、このような弊害は、請求項７あるいは請求項８に記載される構成を適用することにより、容易に除去することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、複数のサブミラーを内向して配置するので、放射状に広がる被写体光束の入射軸が、光軸（正確には、中央のサブミラーによる光軸の反射軸）寄りに反射される。
【００５７】
したがって、反射光束の広がりが小さく抑えられるので、焦点検出装置を小型化することができる。
特に、従来例のようにコンデンサレンズの直前で反射光束の広がりを抑える場合と比較して、より前方の位置から反射光束の広がりを抑えることができるので、反射光束の広がりを一層小さく抑えることができる。したがって、焦点検出装置を一層小型化することができる。
【００５８】
また、焦点検出光学系を構成する視野マスクやコンデンサレンズの前方から、反射光束の広がりを抑えるので、これらについても小型化を図ることができる。したがって、焦点検出装置の間口を小さくし、実効的な小型化をより一層図ることができる。
一方、焦点検出光学系における反射光束の広がりを、図１６に示した従来例と同程度にした場合には、サブミラーと焦点検出光学系との距離が長い分だけ、反射光束を偏向する角度が小さくなる。したがって、反射光束に生じる「像面の歪み」その他の弊害を無視できる程度に小さくすることもできる。
【００５９】
さらに、反射光束は光軸寄りに反射され、ほぼ正面から各焦点検出光学系に入射するので、この反射光束を分割した一組の分割光束については、焦点検出光学系内のほぼ対称な位置を通過する。
【００６０】
したがって、分割光束にそれぞれ生じる軸外諸収差がほぼ対称に近づき、受光面上に形成される一組の光像において相関性が向上する。
その結果、光像パターンの相関性が向上して、光像の位置関係を精度良く検出することができる。したがって、焦点検出精度が向上する。
また、反射光束が光軸寄りに反射されるので、各焦点検出光学系の近軸領域を反射光束が通過する。そのため、反射光束に生じる球面収差やコマ収差は勿論のこと、像面歪曲なども改善される。したがって、受光面上における光像の結像性能が向上し、光像の位置関係を正しく検出することができる。したがって、この点からも、焦点検出精度が向上する。
【００６１】
請求項２に記載の発明では、反射光束が互いに略平行するので、光軸上の焦点検出光学系と同様の条件で、分割および再結像を行うことができる。
すなわち、焦点検出光学系の光軸と反射光束の光軸が一致し、かつ一組の分割光束が焦点検出光学系を対称に通過する。
したがって、光軸外の焦点検出光学系において生じていた諸収差が最小限に抑えられ、受光面上における光像の結像性能および相関性が最大限に向上する。したがって、光像の位置関係が正しく検出され、焦点検出精度が特に向上する。
【００６２】
請求項３に記載の発明では、回転放物面と接する向きにサブミラーを配置することにより、反射光束の反射方向を的確に略平行させることができる。
したがって、撮像面上の任意箇所（例えば、上下左右および斜め）に位置する焦点検出エリアについても、反射光束の反射方向を確実に略平行させることができる。
【００６３】
請求項４に記載の発明では、複数のサブミラーを多面鏡として一体に形成するので、サブミラーの隙間から漏れる光を確実かつ容易に防ぐことができる。
したがって、フィルムが長時間にわたって漏光に晒されることがなく、撮影画質を向上させることができる。
【００６４】
また、複数のサブミラーが一体に構成されるので、撮影光路外に待避させる場合には、まとめて待避させることができる。したがって、サブミラーを待避させるためのミラー駆動機構の構成が単純になる。
さらに、複数のサブミラーが一体に構成されるので、サブミラーを一枚ずつ組み込む場合に比べ、サブミラーの角度精度が向上し、かつカメラの組み立て性も向上する。
【００６５】
請求項５に記載の発明では、受光素子列を同一基板上に形成するので、焦点検出装置の小型化を図ることができる。
請求項６に記載の発明では、焦点検出光学系の構成部品をそれぞれ一体形成するので、焦点検出装置の小型化を図ることができる。
請求項７に記載の発明では、図４に示すように、焦点検出光学系の主平面Ｈを傾けるので、サブミラーにより鏡映される像面Ｉｍは、アオリ結像（ティルト）され、受光面Ｚに沿って再結像面が形成される（シャイムフルクの法則）。
【００６６】
したがって、受光面Ｚ上では、像面Ｉｍの傾きにかかわらず、鮮明な光像を得ることができる。その結果、像パターンのコントラストが高く、焦点検出精度を一層向上させることができる。
請求項８に記載の発明では、「サブミラーを対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔの方向に反射光束を分割する。
【００６７】
したがって、これらの分割光束は、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光像を受光面Ｚ上に形成する。
この状態では、像面Ｉｍ上において交線Ｔの方向に並ぶ像パターンは、他の方向に並ぶ像パターンとは異なり、受光面Ｚと唯一に平行する。そのため、アオリ結像などを行わなくとも、受光面Ｚ上に沿って再結像面が形成される。
したがって、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光像については、像パターンの相関を正しく求めることができ、焦点状態を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明を説明する図である。
【図２】請求項１における反射光束の光路を示す図である。
【図３】請求項３に記載の発明を説明する図である。
【図４】請求項７に記載の発明を説明する図である。
【図５】請求項８に記載の発明を説明する図である。
【図６】請求項１〜６に対応する実施形態を示す図である。
【図７】予定結像面を上面から見た図である。
【図８】視野マスクのパターン図である。
【図９】絞りマスクのパターン図である。
【図１０】セパレータレンズを示す図である。
【図１１】受光素子のパターンを示す図である。
【図１２】実施形態における反射光束の光路を示す展開図である。
【図１３】予定結像面の傾きを示す図である。
【図１４】従来の焦点検出装置を示す図である。
【図１５】カメラ内における焦点検出装置の配置を示す図である。
【図１６】光偏向手段を有する焦点検出装置を示す図である。
【符号の説明】
１，２１ 撮影光学系
２，２３Ｌ〜Ｎ サブミラー
３ 焦点検出光学系
３ａ，２４ 視野マスク
３ｂ，２５ コンデンサレンズ
３ｃ，２８ セパレータレンズ
４ 焦点検出手段
２２ クイックリターンミラー
２６ ミラー
２７ 絞りマスク
２９ 受光素子

Claims (8)

1. カメラの撮影光学系を透過し、撮像面上に予め定められた焦点検出エリアに到達する被写体光束を、撮影光路外へ反射するサブミラーと、
   前記サブミラーにより反射された反射光束を分割し、これらの分割光束を個別に再結像させる焦点検出光学系と、
   前記焦点検出光学系を介して形成される一組の光像を受光面で受光し、これらの光像の位置関係に基づいて前記撮影光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と
   を備えた焦点検出装置において、
   複数の前記焦点検出エリアに対応して、「前記サブミラーと前記焦点検出光学系との組み合わせ」が複数設けられ、
   「光軸外の焦点検出エリア」に到達する被写体光束を反射する前記サブミラーについては、鏡面側が内向して配置される
   ことを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記複数のサブミラーにより反射される反射光束は、互いに略平行する
   ことを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記複数のサブミラーは、
   「反射される被写体光束の入射軸と前記撮影光学系の光軸との交点に焦点が位置し、かつ回転軸が互いに略平行する回転放物面」と接する向きにそれぞれ配置される
   ことを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
   前記複数のサブミラーは、
   多面鏡として一体に形成される
   ことを特徴とする焦点検出装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出手段では、
   「前記複数の焦点検出光学系により形成される複数組の光像」を個別に光電変換する受光素子列が、同一基板上に一体形成される
   ことを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
   前記複数の前記焦点検出光学系では、
   複数の視野マスクが一体形成され、
   複数組のセパレータレンズが一体形成され、
   複数組の絞りマスクが一体形成されてなる
   ことを特徴とする焦点検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
   光軸外の焦点検出エリアに対応する「前記サブミラーと前記焦点検出光学系との組み合わせ」については、
   前記サブミラーを対称面として前記撮像面を鏡映した像面と、前記焦点検出光学系の主平面と、前記焦点検出手段の受光面とが、同一直線で交わる
   ことを特徴とする焦点検出装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
   光軸外の焦点検出エリアに対応する前記焦点検出光学系では、
   「前記サブミラーを対称面として前記撮像面を鏡映した像面」と「前記焦点検出手段の受光面」との交線方向に、前記反射光束を分割する
   ことを特徴とする焦点検出装置。

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