JP2006030479A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラを小型化することができるカメラの測距装置を提供することにある。
【解決手段】 カメラは、撮影レンズ１０と、撮影レンズ１０の前方に配され、焦点距離が変更される複数のレンズ群と、撮影レンズ１０の後方に配され、撮影レンズ１０による撮影光路１を撮影光学系光路２と測距光学系光路３との２つに分割するハーフミラー１１とを備える。このカメラは、測距光学系光路３上において、撮影レンズ１０の１次結像面１２又は１次結像面より撮像レンズ側に配され、一対の測距センサ１５にハーフミラー１１の透過光を導くフィールドレンズ１６と、メガネレンズ１７の２次結像面に配され、焦点検出動作を行うための像を検出する一対の測距センサ１５とを備える。撮影レンズ１０の１次結像面は、フィールドレンズ１６の入射面と射出面の間、好ましくは中央に位置している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラの測距装置にする。

従来の一眼レフカメラは、撮影像の光束を１次結合面で合焦させる撮像レンズと、撮像レンズを駆動するフォーカスモータと、撮影光路内に配され、撮像レンズを介した撮影像の光束を撮像素子に結像されるべき像の光束と撮像素子に結像されるべき像と等価な焦点検出用像の光束とに分割する可動式のハーフミラーと、被写体との距離を測定する測距装置と、フォーカスモータを作動させて撮影レンズをその合焦位置に移動する自動焦点調節ユニットとを備える。

この一眼レフカメラの測距装置は、ハーフミラーを透過した焦点検出用像の光束を結像する対物レンズとしてのフィールドレンズと、フィールドレンズによって結像された像の光束を絞りを介して受容すると共に、２次結像面上に一対の２次像として再結像するメガネレンズと、メガネレンズの２次結像面上に配され、結像された一対の２次像の位相差に基づいてデフォーカス量及び方向を演算する演算ユニットとを備える（例えば、特許文献１参照）。

上記自動焦点調節ユニットは、演算ユニットの演算結果に基づいてフォーカスモータを作動させて撮影レンズをその合焦位置に移動する。

上記フィールドレンズは１次結像面上に配される場合がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−０７２０７１号公報 特公平３−２８６９０号公報

しかしながら、上記フィールドレンズは、ハーフミラーのアップ及びダウン動作を妨げないように、また、撮影像の光束と干渉しないように、１次結像面と光学的に等価な位置よりも焦点検出用センサ側に離れた位置に配置される。

このため、測距装置全体の光学系は被写体側に寄せて配置することができず、測距装置を光軸からオフセットさせない場合は、測距装置全体を軸方向後方に配置することを余儀なくされるのに加えて、フィールドレンズ及びメガネレンズとの間隔を確保するために、光路長が長くなってカメラが大型化し、測距装置を光軸からオフセットさせる場合でも、測距装置全体の必要な光路長を確保し且つ測距装置全体をカメラ内に収納するためには、ハーフミラーを折り畳み式にする等して、カメラの機構が複雑化する。

さらには、１次結像面と光学的に等価な位置よりも焦点検出用センサ側に離れた位置においては、光路が広がっているので、この光路をカバーすべくフィールドレンズが大きくなり、環境温度変化時にレンズとレンズ接着面との膨張係数の違いから、合焦精度が悪化する。

本発明の目的は、カメラを小型化することができるカメラの測距装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１記載のカメラの測距装置は、被写体を撮影する撮影レンズによる撮影像の光束が光束分割手段により分割された２つの光束の一方である測距光学系光束を集光する対物レンズと、当該集光された測距光学系光束に基づいて前記被写体との距離を測定する測距手段とを備えるカメラの測距装置において、前記対物レンズは、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置又は当該位置より前記撮像レンズ側に配置されていることを特徴とする。

請求項２記載のカメラの測距装置は、請求項１記載のカメラの測距装置において、前記対物レンズは、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置より前記撮像レンズ側に配置されていることを特徴とする。

請求項３記載のカメラの測距装置は、請求項１又は２記載のカメラの測距装置において、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が前記対物レンズの入射面と射出面の間に配されていることを特徴とする。

請求項４記載のカメラの測距装置は、請求項３記載のカメラの測距装置において、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が前記対物レンズの入射面と射出面の中央に配されていることを特徴とする。

請求項５記載のカメラの測距装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラの測距装置において、前記光路分割手段は、前記撮影光路に対して斜めに配されたハーフミラーから成ることを特徴とする。

請求項６記載のカメラの測距装置は、請求項５記載のカメラの測距装置において、前記対物レンズは、前記ハーフミラーに少なくとも部分的に重なっていることを
特徴とする。

請求項１記載の測距装置によれば、対物レンズが、撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置又はこの位置より撮像レンズ側に配置されているので、カメラを小型化することができる。

請求項２記載の測距装置によれば、対物レンズが、撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置より撮像レンズ側に配置されているので、カメラを確実に小型化することができる。

請求項３又は４記載の測距装置によれば、撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が対物レンズの入射面と射出面の間、好ましくは中央に配されているので、撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が対物レンズの入射面又は射出面に一致するのを防止することができ、例え対物レンズの表面にゴミが付着しても、合焦し易くすることができると共に、光学設計の自由度を増大してバランスよく光学設計を行うことができる。

請求項６記載の測距装置によれば、対物レンズは、ハーフミラーに少なくとも部分的に重なっているので、カメラをさらに小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係るカメラの測距装置を備えるカメラの主要部の構成を概略的に説明する図である。

以下の説明では、適宜図２を参照する。

図１のカメラは、被写体を撮影する撮影レンズ１０と、撮影レンズ１０の前方に配され、公知のズーミングカムにより焦点距離が変更される図示しない複数のレンズ群と、撮影レンズ１０の後方に配され、撮影レンズ１０による撮影光路１を撮影光学系光路２と測距光学系光路３との２つに分割すべく４５°に傾斜して配設されたハーフミラー１１（光束分割手段）と、複数のレンズ群のズーミング又は焦点調整や、ハーフミラー１１を沈胴待機位置と突出使用位置とに駆動するアクチュエータ２０とを備える。撮影光学系光路２は、ハーフミラー１１の反射光で構成され、測距光学系光路３は、ハーフミラー１１の透過光で構成される。撮影レンズ１０は、ハーフミラー１１を介して１次結像面１２に像を形成する。

アクチュエータ２０は、複数のレンズ群の沈胴待機位置と突出使用位置間の動作に連動して、ハーフミラー１１を回転中心２１の周りに回転させてもよい。

このカメラは、また、撮影光学系光路２上に、ハーフミラー１１の反射光を電気信号に変換する撮像素子としてのＣＣＤセンサ１３と、ハーフミラー１１及びＣＣＤセンサ１３間に配され、ハーフミラー１１の反射光を遮断するシャッタ機構１４とを備える。

さらに、このカメラは、測距光学系光路３上において、撮影レンズ１０の１次結像面１２又は１次結像面より撮像レンズ側に配され、一対の測距センサ１５にハーフミラー１１の透過光を導くフィールドレンズ１６（対物レンズ）と、１次結像面１２上の空中像を２次結像面上に一対の２次像として再結像させる一対のレンズから成るメガネレンズ１７と、メガネレンズ１７の２次結像面２２に配され、焦点検出動作を行うための像を検出する一対の測距センサ１５とを備える（図２）。メガネレンズ１７は、フィールドレンズ１６により導かれた光の赤外線を除去する赤外線カットフィルタ１８と、赤外線が除去された光を分離する多孔絞り１９とを備える。

撮影レンズ１０の１次結像面１２は、フィールドレンズ１６の入射面と射出面の間、好ましくは中央に位置している。また、フィールドレンズ１６は、図３に示すように、ハーフミラー１１に少なくとも部分的に重なっている。

フィールドレンズ１４と、メガネレンズ１７と、赤外線カットフィルタ１８と、多孔絞り１９と、測距センサ１５とは、カメラの測距装置を構成する。また、複数のレンズ群と、アクチュエータ２０と、ハーフミラー１１と、シャッタ機構１６と、ＣＣＤセンサ１３と、上述の測距装置とは、図示しない固定筒内に配置されている。

一対の測距センサ１５は、受像した一対の２次像のずれ信号を図示しないＣＰＵに送出し、ＣＰＵは、受信したずれ信号に基づいてデフォーカス量、ひいてはこのデフォーカス量に基づいて撮影レンズ１の繰り出し量を演算し、この繰り出し量に基づいてアクチュエータ２０を駆動する。

本実施の形態によれば、フィールドレンズ１６がハーフミラー１１の後方の空間において撮影レンズ１０の１次結像面又は１次結像面より撮像レンズ１０側に配されているので、測距装置を光軸方向撮像カメラ１０側に詰めて配置することができ、もってカメラを小型化することができ、フィールドレンズ１６がハーフミラー１１に少なくとも部分的に重なっているときは、カメラをさらに小型化することができる。

また、本実施の形態によれば、撮影レンズ１０の１次結像面がフィールドレンズ１６の入射面と射出面の間、好ましくは中央に位置しているので、撮影レンズ１０の１次結像面がフィールドレンズ１６の入射面又は射出面に一致するのを防止することができ、例えフィールドレンズ１６の表面にゴミが付着しても、合焦し易くすることができると共に、光学設計の自由度を増大してバランスよく光学設計を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るカメラの測距装置を備えるカメラの主要部の構成を概略的に説明する図である。 図１の測距装置の作用を説明するのに用いられる図である。 図１におけるハーフミラーとフィールドレンズの相互位置関係を説明するのに用いられる図である。

符号の説明

１０ 撮影レンズ
１１ ハ−フミラ−
１２ １次結像面
１３ ＣＣＤセンサ
１４ シャッタ機構
１５ 測距センサ
１６ フィ−ルドレンズ
１７ メガネレンズ
１８ 赤外カットフィルタ
１９ 多孔絞り
２０ アクチュエ−タ
２１ ２次結像面

Claims (6)

1. 被写体を撮影する撮影レンズによる撮影像の光束が光束分割手段により分割された２つの光束の一方である測距光学系光束を集光する対物レンズと、当該集光された測距光学系光束に基づいて前記被写体との距離を測定する測距手段とを備えるカメラの測距装置において、
   前記対物レンズは、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置又は当該位置より前記撮像レンズ側に配置されていることを特徴とするカメラの測距装置。
2. 前記対物レンズは、前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置より前記撮像レンズ側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のカメラの測距装置。
3. 前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が前記対物レンズの入射面と射出面の間に配されていることを特徴とする請求項１又は２記載のカメラの測距装置。
4. 前記撮影レンズの結像面と光学的に等価の位置が前記対物レンズの入射面と射出面の中央に配されていることを特徴とする請求項３記載のカメラの測距装置。
5. 前記光路分割手段は、前記撮影光路に対して斜めに配されたハーフミラーから成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラの測距装置。
6. 前記対物レンズは、前記ハーフミラーに少なくとも部分的に重なっていることを特徴とする請求項５記載のカメラの測距装置。

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