JPH067220B2 - カメラの焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一眼レフレックスカメラ等に用いられる焦点
検出装置に関するものである。

従来、一眼レフレックスカメラにおける焦点検出装置に
は、レフレックスミラーと一体的に設けたサブミラーに
より被写体光の一部を屈曲させて焦点検出光学系に導入
するようにしたものが提案されているが、二次結像光学
系の出射面と光電変換素子面とが対向しているため、迷
光が光電変換素子に入射し、光電変換素子の出力は被写
体の輝度分布を正確に表現することが不可能となる。

第１図〜第３図は従来の焦点検出光学系の一例であり、
第１図は焦点検出装置の斜視図、第２図は平面図、第３
図はカメラにおける配置説明図である。ここで、撮影レ
ンズ１を透過した光束は、メインミラー２を透過しサブ
ミラー３によってカメラボディの斜前下方に反射され、
フィールドレンズ４を通って反射ミラー５に至る。そし
て、第２図のＡ領域において反射ミラー５によって後方
に反射されて光分割器６に達し、光分割器６の反射面６
ａ、６ｂによって左右に分離される。反射面６ａで右斜
め前方に反射された光は二次結像レンズ７を通過し、反
射ミラー８によって後方に反射され、更に反射ミラー９
によって左方に反射された後に、反射ミラー１０によっ
て下方に反射されて第３図のＢ領域の光電変換素子１１
上に像を結ぶことになる。これに対して、反射面６ｂに
より左方に反射された光はプリズム１２で前方に反射さ
れ、二次結像レンズ１３を通過後にプリズム１４によっ
て右方に反射され、再びプリズム１５で下方に反射され
て光電変換素子１６上に像を結ぶ。

従って、第３図に示すＡ、Ｂの２つの領域に焦点検出光
学系と光電変換素子とが配置され、しかも焦点検出光学
系の出射面と光電変換素子面が対向している場合には、
出射面の周囲から出射する光線、レンズ外を通った光
線、或いはレンズ面での反射が光電変換素子に入射する
ことがあり得る。このような迷光が入射すると、光電変
換素子の出力は被写体の輝度分布を正確に代表するもの
とはならず、誤測距或いは測距不能の原因となる。

本発明の目的は、焦点検出光学系から発生する迷光が光
電変換素子に入射することに起因する誤測距又は測距不
能を防止し、正確な測距をなし得るカメラの焦点検出装
置を提供することにあり、その要旨は、撮影レンズの所
定結像面の後方に配置した再結像光学系と、焦点検出面
上に形成される被写体像により撮影レンズの焦点検出を
行う焦点検出手段とを有するカメラの焦点検出装置にお
いて、前記所定結像面に近傍にマスク及びフィールドレ
ンズを設けると共に、前記再結像光学系の近傍に開口を
有する絞りを設け、前記再結像光学系の出射面と対向す
る前記焦点検出面の光入射側に非有効光束を遮断する他
のマスクを設けたことを特徴とするものである。

次に、本発明を第４図以下に図示の実施例に基づいて詳
細に説明する。

第４図、第５図はカメラ本体部の断面図であり、第４図
はメインミラーが下降している状態、第５図は上昇して
いる状態を示している。カメラボディは例えばダイキャ
ストから成る基体２１を囲む底蓋２２、背蓋２３、上カ
バー２４、前カバー２５及び撮影レンズを接合するため
のレンズマウント２６で構成されている。中央部のミラ
ーボックス内には、撮影レンズを通過した光束を上方の
ファインダ光学系と写真フィルム面とに択一的に導くた
めのメインミラー２７が設けられており、その中央部は
ハーフミラー部となっている。

ファインダ光学系には、その光路に沿って順次にピント
板２８、コンデンサレンズ２９、ペンタプリズム３０及
び接眼レンズ３１ａ，３１ｂが配設されている。また、
露出用の被写体輝度を測定するための受光素子３２、及
びピント板２８のマット面２８ａで拡散された光を受光
素子３２に集光するためのフレネルレンズ３３が、接眼
レンズ枠３４の上部に固着されており、測距感度のピー
クを撮影画面の中央に合わせるためのプリズム３５がフ
レネルレンズ３３と対向してペンタプリズム３０の出射
面に取り付けられている。

また、背蓋２３から内方に向って写真フィルムに焦点面
に保持するための圧着板３６、フォーカルプレーンシャ
ッタのシャッタ幕３７、アパーチャ枠３８が配置されて
いる。

ミラーボックス中央部のメインミラー２７はメインミラ
ー保持枠３９に取り付けられており、保持枠３９の中央
部にはハーフミラー部を透過した光束をサブミラー４０
に導光するための開口部３９ａを有している。保持枠３
９は回転軸４１によって回動可能に軸支されており、図
示しないばねにより矢印Ａ方向に回動するように付勢さ
れているが、この回動はミラーボックス内に僅かに突出
されたストッパ４２によって所定範囲に規制されてい
る。ストッパ４２と当接する保持枠３９の位置には昇降
時の衝撃を吸収するためのゴム板３９ｂが付加されてい
る。また、メインミラー保持枠３９の背部には、ハーフ
ミラー部を透過した光束を焦点検出光学系に導くための
サブミラー４０が配置され、撮影レンズの光軸を通る光
線の入射角θが４５度より大きくなるように調整されて
いる。このサブミラー４０はサブミラー保持枠４３に固
着され、回転軸４４によってメインミラー保持枠３９に
回動可能に軸支されており、図示しないばねによって矢
印Ｂ方向に回動するように付勢されている。ストッパ４
５はこのサブミラー保持枠４３の停止位置を規制するも
のであり、サブミラー保持枠４３の回転軸４４側の端部
にはカム部４３ａが設けられ、メインミラー２７の上昇
に伴ってカム部４３ａがガイドピン４６の外周円に沿っ
て接動するように構成されている。

メインミラー２７の下方には、焦点検出のための二次結
像光学系となるセンサブロック４７がゴースト防止用の
第１のマスク４８を介して配置され、この第１のマスク
４８の光入射部は光路に沿った中心軸を有する遮光筒４
８ａとされている。センサブロック４７の下面にＣＣＤ
ラインセンサを有するセンサパッケージ４９が取り付け
られている。また、センサブロック４７の下方には撮影
レンズ側の自動絞りレバーと連動する作動レバー５０
と、これを保持する地板５１が設けられ、作動レバー５
０はかしめだぼ５２により回動可能に軸支されている。
なお、５３は合焦状態表示用のＬＥＤであり、ペンタプ
リズム３０の下面に取り付けられている。

第６図はセンサブロック４７とその調整機構の断面を示
し、入射光路に従って順次にフィールドレンズ５４、反
射ミラー５５、赤外線カットフィルタ５６、像分離プリ
ズム５７、二次結像レンズ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ及び
反射ミラー６０が配置されている。像分離プリズム５７
と二次結像レンズ５８ａ、５８ｂ、５８ｃはモールド成
形され、像分離プリズム５７の有効部以外は遮光塗装が
なされている。フィールドレンズ５４の前面には第２の
マスク６１が設けられ、ほぼ一次結像面に位置してい
る。センサブロック４７とセンサパッケージ４９の間に
は、ＣＣＤラインセンサの光軸方向位置を調整するため
のスペーサ６２と迷光を防止するための第３のマスク６
３とが装着されている。センサブロック４７はユニット
保持部６４によって一体的に保持されており、ユニット
保持部６４の両端には同軸に一体成形された軸部６４
ａ，６４ｂを有し、一方の軸部６４ａは軸受板６５によ
って回動可能に軸支され、また、他端の軸部６４ｂは図
面に垂直な方向の動きを規制するアングル６６と図面に
平行な方向の動きを規制するスライド板６７によって回
動可能に保持されている。アングル６６はビス６８によ
り基体２１に螺着されており、トーションばね６９によ
ってセンサブロック４７を保持部６４から下方に押圧し
ている。そして、ユニット保持部６４に取り付けられた
回動調整板７０と軸受板６５との位置関係を調整するこ
とによって、軸部６４ａ、６４ｂによるセンサブロック
４７の調整が可能となっている。

第４図〜第６図に示される機構において、第４図のメイ
ンミラー２７の下降状態では、撮影レンズを透過した光
速はメインミラー２７によってファインダ光学系に導か
れるものと、焦点検出光学系に導かれるものとに分割さ
れる。メインミラー２７の中央にあるハーフミラー部を
透過した光束は、サブミラー４０で反射されミラーボッ
クスの底部に配置された焦点検出光学系に入射する。焦
点検出光学系は第６図に示すようにセンサブロック４７
としてユニット化され、光束は第１のマスク４８→第２
のマスク６１→フィールドレンズ５４→反射ミラー５５
→赤外線カットフィルタ５６→像分離プリズム５７→二
次結像レンズ５８ａ、５８ｂ、５８ｃ→反射ミラー６０
→第３のマスク６３→センサパッケージ４９に至る構成
とされ、センサパッケージ４９の２個のＣＣＤラインセ
ンサ上の像の位相差を検出して撮影レンズの合焦状態を
検知するようになっている。

なお、撮影レンズの光軸を通る光線のサブミラー４０へ
の入射角が４５度よりも大きくとられていること、フィ
ールドレンズ５４の表面で反射した光が写真フィルムに
入射することを防止するためのゴースト防止用の第１の
マスク４８が装着されているので焦点検出光学系の開口
部をミラーボックス底部のアパーチャ枠３８寄りに配置
することが可能となり、焦点検出光学系の有効配置が図
られている。

図示しないシャッタレリーズとの連動によって、メイン
ミラー保持枠３９が第４図に示すＡ方向の付勢に抗して
上昇すると、ガイドピン４６とサブミラー保持枠４３の
カム部４３ａが当接摺動し、メインミラー保持枠３９の
更なる上昇に伴ってサブミラー保持枠４３は第４図のＢ
と反対方向に回転する。メインミラー保持枠３９の上昇
が完了すると、サブミラー４０は第５図に示す折り畳ま
れた状態となり、撮影光束はけられることなくシャッタ
幕３７に到達する。このときは、サブミラー保持枠４３
はメインミラー保持体３９の開口部３９ａを閉塞し、フ
ァインダ光学系からミラーボックス内への逆入光を防止
している。

第７図は焦点検出光学系の構成要素のみを取り出した斜
視図であり、赤外線カットフィルタ５６、モールド成形
された像分離プリズム５７、二次結像レンズ５８ａ、５
８ｂ、５８ｃは、有効視野部を中央部に有する長方形に
形成されており、これらの上辺及び上辺に直交する側辺
は平面度を精密に仕上げられ、組込みの基準面となって
いる。なお、２８ａはピント板２８のマット面、７１は
写真フィルム上の撮影画面である。

第８図はこの自動焦点光学系の作動説明図であるが、実
際の配置状態とは異なっている。像分離プリズム５７の
背部に二次結像系の絞り７２が設けられ、光軸を狭んだ
位置に２つの矩形開口部７２ａ、７２ｂが開口されてい
る。撮影レンズの射出瞳７３上には、絞り７２をフィー
ルドレンズ５４によって投影したときの開口部７２ａ、
７２ｂの像７４、７５が存在する。また、絞り７２の位
置のずれ、或いは撮影レンズの光軸と焦点検出光学系の
光軸の平行偏心、傾きなどがあった場合のずれ像７
４′、７５′が変位して示されている。絞り開口部７２
ａを通過した光束は、ＣＣＤラインセンサ７６上に二次
結像を形成し、他方の絞り開口部７２ｂを通った光束
は、ＣＣＤラインセンサ７７上に二次結像を形成する。
そして、このＣＣＤラインセンサ７６、７７の出力信号
の位相差を検出することによって合焦状態が検知される
ことになる。

絞り開口部７２ａ、７２ｂに入射する光束は、投影レン
ズの射出瞳７３上ではそれぞれの絞り開口部の像７４、
７５の範囲を通過するので、この場合はＣＣＤラインセ
ンサ７６、７７の照度レベルは等しくなるが、ずれ像７
４′、７５′の場合はＣＣＤラインセンサ７６、７７上
の照度レベルは異なってしまう。２像のレベルが異なる
と位相差の検出は不可能となり、測距不能或いは測距誤
差の生ずる原因となる。従って、二次結像光学系の入射
瞳の撮影レンズ射出瞳７３上への投影位置は正確である
ことを要し、構成部品の加工精度にも限界があるので調
整機構が必須の条件となる。

第９図はセンサブロック４７の調整機構を示す分解斜視
図である。ＣＣＤラインセンサ７６、７７が納められた
センサパッケージ４９の両側面には金属翼部４９ａ、４
９ｂが設けられ、ＣＣＤラインセンサ７６、７７の位置
を基準としてそれぞれ切欠き４９ｃ、４９ｄが設けられ
ている。センサパッケージ４９の上方に位置するユニッ
ト保持部６４の下部には、一体成形されたセンサ位置決
めピン６４ｃ、６４ｄが下方に突出され、これらとスパ
ーサ６２の切欠部６２ａ、６２ｂ、第３のマスク６３の
切欠部６３ａ、６３ｂ、センサパッケージ４９の切欠部
４９ｃ、４９ｄによって、ユニット保持部６４に対する
スペーサ６２、第３のマスク６３、ＣＣＤラインセンサ
７６、７７のＹ−Ｚ軸方向に位置決めがなされる。ま
た、スペーサ６２の板厚を変えることによりＣＣＤライ
ンセンサ７６、７７のピント方向の調整が可能となる。

ユニット保持部６４の両側面にはエンボス６４ｅ、６４
ｆが設けられており、トーションばね６９をＣ方向に挿
し込むことにより、そのコイル部６９ａ、６９ｂがエン
ボス６４ｅ、６４ｆの外周に落ち込んで結合される。こ
のとき、トーションばね６９の連結部６９ｃはユニット
保持部６４の溝部６４ｇに入り込むように構成されてい
る。スライド板６７には、ユニット保持部６４の軸部６
４ｂと回動かつ摺動可能に嵌合する傾斜長孔６７ａとビ
ス止め用の長孔６７ｂ、６７ｃが設けられている。軸部
６４ｂは長孔６７ａとアングル６６の切欠き６６ａに挿
入し回動可能な状態に保持され、スライド板６７は固定
ビス７８、７９によって基体２１に固定されている。

ユニット保持部６４の軸部６４ａに挿入する回動調整板
７０は、かしめ孔７０ａ、７０ｂにユニット保持部６４
のかしめだぼ６４ｈ、６４ｉを通した後、熱かしめを施
すことよってユニット保持部６４に固着される。回動調
整板７０はばね性を有する金属板から成り、調整用の段
部７０ｃには調整用傾斜長孔７０ｄとロック用の孔７０
ｅが設けられている。軸受板６５の調整用長孔６５ａと
回動調整板７０の調整用長孔７０ｄとによって軸部６４
ａ廻りの回動位置の調整が行われるようになっている。

第１０図はこの部分の詳細を示すものであり、第６図の
Ｄ方向から見た図面である。ユニット保持部６４の軸部
６４ａは軸受板６５の縦方向に長い長孔６５ｂに回動可
能に挿通され、回動調整板７０の段部７０ｃは軸受板６
５の面６５ｃに接触している。軸受板６５はビス止め用
の孔６５ｄ、６５ｅを有しており、ピント調整用の板体
８０、８１を介してそれぞれビス８２、８３により基体
２１に固定されている。

上述のセンサブロック４７の調整は３方向、即ち第８図
に示すＸ方向つまり第６図におけるセンサブロック４７
への入射方向、Ｙ軸廻りの回動つまり第９図におけるユ
ニット保持部６４の軸部６４ａ、６４ｂ廻りの回動、ｚ
軸廻りの回動つまり第９図における軸部６４ｂの上下動
の３方向について必要である。Ｘ方向の調整はピント調
整用板体８０、８１の板厚を変えることによって行われ
る。Ｙ軸廻りの回動調整は第１０図に示す機構により、
回動調整板７０の調整用長孔７０ｄと軸受板６５の調整
用傾斜長孔６５ａによって形成されるスリットの最大幅
の部分に調整工具８４を挿入し、Ｅ或いはＦ方向に移動
することによってセンサブロック４７は軸部６４ａ、６
４ｂを中心に回動するので、調整終了後に軸受板６５の
ロック孔６５ｆ、回動調整板７０のロック孔７０ｅにビ
ス８５を挿通し固定するようになっている。Ｚ軸廻りの
回動調整は傾斜長孔６７ａに軸部６４ｂを挿通したスラ
イド板６７をＧ方向に動かすことによって行われる。こ
のときユニット保持部６４の軸部６４ｂは、アングル６
６のＨ方向に向く切欠き６６ａに挿通しているためにＨ
方向にのみ移動する。なお、トーションばね６９はチャ
ージ状態にあるのでセンサブロック４７は常に下方に押
圧されている。従って、軸部６４ｂのＨ方向の移動を可
能とするために設けられた長孔６５ｂによるガダが発生
することはない。また、回動調整板７０はばね性のある
金属板であるため、Ｙ軸廻りの回動調整とＺ軸廻りの回
動調整は干渉することなく互いに独立的に行うことがで
きる。

以上説明したように本発明に係るカメラの焦点検出装置
は、所定結像面の近傍にマスク及びフィールドレンズ、
再結像光学系の近傍に開口を有する絞り、焦点検出面の
光入射側にマスクを設けることにより、レンズの周辺か
ら射出する光線、レンズ外を通った光線、或いはレンズ
面での反射光などの迷光が光電変換素子に入射すること
の防止が可能となり、誤測距及び測距不能などの誤動作
を生ずる虞れがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の焦点検出光学系を示す斜視図、第２図は
平面図、第３図はカメラにおける配置状態の説明図、第
４図以下は本発明に係るカメラの焦点検出装置の一実施
例であり、第４図はメインミラー下降状態のカメラ本体
の断面図、第５図はメインミラー上昇状態のカメラ本体
の断面図、第６図はセンサブロックの断面図、第７図は
焦点検出光学系の斜視図、第８図は焦点検出機構の作動
説明図、第９図はセンサブロックの調整機構の分解斜視
図、第１０図はセンサブロックの背面図である。 符号２７はメインミラー、４０はサブミラー、４７はセ
ンサブロック、４９はセンサパッケージ、５４はフィー
ルドレンズ、５５、６０は反射ミラー、５７は像分離プ
リズム、５８ａ、５８ｂ、５８ｃは二次結像レンズ、６
３は迷光防止マスクである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 明 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 大高 圭史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 実開 昭58−38128（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−36615（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズの所定結像面の後方に配置した
   再結像光学系と、焦点検出面上に形成される被写体像に
   より撮影レンズの焦点検出を行う焦点検出手段とを有す
   るカメラの焦点検出装置において、前記所定結像面の近
   傍にマスク及びフィールドレンズを設けると共に、前記
   再結像光学系の近傍に開口を有する絞りを設け、前記再
   結像光学系の出射面と対向する前記焦点検出面の光入射
   側に非有効光束を遮断する他のマスクを設けたことを特
   徴とするカメラの焦点検出装置。