JP2012108413A - 一眼レフカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】小型で高画質な像の撮影が可能な一眼レフカメラを提供すること
【解決手段】一眼レフカメラにおいて、サブミラー１０２を収納するミラーボックス１００は、撮影光学系を経た光束が入射する前面開口部１０８ａから撮影光学系の光軸５０に近づくように延びる平面形状の前部１０３ａを有し、サブミラーと焦点検出ユニット１０５との間に配置された底板１０３を有する。コンデンサーレンズの一部は、前面開口部１０８ａの下端１０８ｂを撮影光学系の光軸５０に平行に延長した線よりも光軸側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一眼レフカメラに関する。

特許文献１は、一眼レフカメラにおいて、撮影レンズの予定結像面とミラーボックス底部との間に撮像面とは非平行な２面の遮光壁を配置し、迷光が焦点検出ユニットに入射することを遮光壁によって防止し、焦点検出精度を高めている。ミラーボックス底部には焦点検出ユニットに焦点検出用の光束を通過させる開口部が設けられ、特許文献１の図面からはミラーボックス底部は光軸と平行な面である。

特開平６−３０８３７５号公報

しかしながら、特許文献１では、カメラを小型化するために焦点検出ユニットを撮像レンズの光軸に近づけようとすると、ミラーボックス底部が上がり、ミラーボックス底部で反射したフレアが撮像面に入射して高画質な像の撮影ができなくなる。また、ミラーボックス底部を光軸に平行な面とするとその下に配置される焦点検出ユニットの周囲のデッドスペースが大きくなり、小型化が困難となる。

本発明は、小型で高画質な像の撮影が可能な一眼レフカメラを提供することを例示的な目的とする。

本発明の一眼レフカメラは、撮影光学系を経た光束の光路に挿入されたときに前記光束の一部を偏向するミラーを収納するミラーボックスと、前記ミラーボックスが偏向した光束を集光するコンデンサーレンズを有し、前記コンデンサーレンズが集光した光を利用して位相差方式によって焦点検出を行う焦点検出ユニットと、を有し、前記ミラーボックスは、撮影光学系側に設けられ、前記撮影光学系を経た光束が入射する第１開口部と、前記第１開口部から前記撮影光学系の光軸に近づくように延びる平面形状の前部を有し、前記ミラーと前記焦点検出ユニットとの間に配置された底板と、を有し、前記コンデンサーレンズの一部は、前記第１開口部の底板側の端部を前記撮影光学系の光軸に平行に延長した線よりも前記撮影光学系の光軸側に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、小型で高画質な像の撮影が可能な一眼レフカメラを提供することができる。

本発明の一眼レフカメラの斜視図である。 図１に示す一眼レフカメラの概略断面図である。 図２に示すミラーボックスの底板の斜視図である。 ミラーアップ状態における図２に示すカメラの有効光束と底板の関係を示す概略断面図である。 撮像面に対する底板の配置に伴うフレアの入射の関係を示す概略断面図である。 図２の部分拡大断面図である。 図５に示す底板の上面図である。

図１は、本実施例のデジタル一眼レフカメラの斜視図である。なお、本発明は、銀塩一眼レフカメラにも適用可能である。

図１において、１はカメラ本体、２はカメラ本体に着脱可能な不図示の撮影レンズ（撮影光学系）を装着するためのカメラマウントである。３はＡＥ（自動露光調節）、ＡＦ（自動焦点調節）の開始、撮影を指示するための二段スイッチとなっているレリーズボタンである。レリーズボタン３を軽く押す（半押しする）と第一スイッチ（ＳＷ１）がオンとなりＡＥとＡＦが行われ、この状態から更にレリーズボタン３を押す（全押しする）と第二のスイッチ（ＳＷ２）がオンとなり撮影が行われる。

図２は、一眼レフカメラのミラーダウン状態におけるミラーボックス１００周辺の断面図である。ミラーボックス１００は、カメラマウント２と撮像素子４との間に配置され、ミラーボックス１００の下には焦点検出ユニット１０５が配置され、ミラーボックス１００の上にはファインダ光学系が配置されている。

撮像素子４は、撮影レンズが形成した光学像を光電変換して画像データを生成し、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等から構成される。撮像素子４は、撮影レンズの光軸５０に垂直な矩形の撮像面を有し、撮像素子４は図２の紙面に垂直な方向が長辺である。

ミラーボックス１００は、撮影レンズを経た光束の光路に挿入されるミラーダウン状態のときに光束の一部を偏向する主ミラー１０１とサブミラー１０２を収納する。ミラーボックス１００は、撮影レンズ側（撮影光学系側）に撮影レンズを経た光束が入射する前面開口部（第１開口部）１０８ａを有する。また、撮影レンズとは反対側の撮像素子側にシャッタ開口部１１３を有する（後述する図５に図示）。

ミラーボックス１００の上部には透明な平板である上板１０６が設けられ、その上にはファインダ光学系の一部を構成するプリズムボックス１０９が固定されている。

ミラーボックス１００の底部には遮光材料から構成された底板１０３が設けられている。底板１０３は、サブミラー１０２と焦点検出ユニット１０５との間に配置され、ミラーボックス１００の内部空間を規定すると共に後述するようにフレアが撮像素子４に入射することを防止する。

図３は、底板１０３の斜視図である。底板１０３の上面はミラーボックス１００の底面（内面）である。底板１０３は、前部１０３ａ、中央部１０３ｂ、後部１０３ｃから構成されている。

前部１０３ａ、中央部１０３ｂ、後部１０３ｃはいずれも平面形状または平板形状を有し、前部１０３ａは中央部１０３ｂから下側に折れ曲がり（傾斜し）、後部１０３ｃは中央部１０３ｂから下側に折れ曲がっている（傾斜している）。この結果、底板１０３は山形形状を有し、底板１０３は上に凸の状態でミラーボックス１００に固定されている。

前部１０３ａと中央部１０３ｂとは第１の直線部１１０で分けられ、中央部１０３ｂと後部１０３ｃは第２の直線部１１１で分けられている。第１の直線部１１０と第２の直線部１１１はそれぞれ所定の幅を有し、互いに平行であると共にそれぞれ撮像素子４の長辺に平行である。第１の直線部１１０と第２の直線部１１１において、底板１０３の傾斜角は変更されている。

中央部１０３ｂはその上面が光軸５０または上板１０６の上面（又は下面）とほぼ平行になるように配置されているが、これに限定されるものではない。前部１０３ａは第１の直線部１１０を起点として撮像レンズの光軸から離れるように傾斜し、後部１０３ｃは第２の直線部１１１を起点として撮像レンズの光軸から離れるように傾斜している。

本実施例では、前部１０３ａが前面開口部１０８ａから光軸５０に近づくように光軸５０に対して傾斜して延びており、特許文献１の底部のように光軸５０に平行ではない。このため、底板１０３は、前部１０３ａにおいてサブミラー側（上側）に山形状（またや凸形状）を有し、この山形状（スロープ）によってフレアが撮像素子４に到達することを防止して高画質な像の撮影を行うことができる。また、底板１０３は、前部１０３ａにおいて、焦点検出ユニット側（下側）に凹部を有し、この凹部に焦点検出ユニットの一部であるコンデンサーレンズ１０７ａの一部を配置して一眼レフカメラを小型にすることができる。

また、後部１０３ｃは中央部１０３ｂから光軸５０から離れる方向に傾斜しており、その傾斜角度は後部１０３ｃからの反射光が撮像素子４に入らないように設定されている。後部１０３ａの光軸５０に対する傾斜は必須ではないが、傾斜があると有効光束Ｌのケラれやフレアを防止する効果が高まり、また、サブミラー１０２が回転移動する際に後部１０３ｃと干渉することを防止しやすくなる。

底板１０３は、サブミラー１０２によって反射偏向された光束を通過させる貫通穴である開口部（第２開口部）１０４を更に有する。開口部１０４は、中央部１０３ｂと後部１０３ｃに跨っており、第２の直線部１１１を分断している。

ミラーボックス１００の内部には、主ミラー（クイックリターンミラー）１０１、サブミラー１０２が収納されている。

主ミラー１０１は、半透明材料から構成され、ミラーダウン状態では、一部の光をファインダ光学系に反射し、一部の光を透過するハーフミラーとして機能する。サブミラー１０２は、ミラーダウン状態では、主ミラー１０１が透過した光を反射偏向して焦点検出ユニット１０５に導く全反射ミラーとして機能する。ミラーアップ状態では、後述する図４に示すように、撮像素子４に至る有効光束Ｌを遮光しない位置に移動して光路から退避する。この結果、被写体からの光が撮像素子４に導かれる。

焦点検出ユニット１０５は、位相差方式の焦点検出を行うものであって、コンデンサーレンズ１０７ａ、絞り１０７ｂ、２次結像レンズ１０７ｃ、ＡＦセンサー１０７ｄ、不図示の処理回路を有する。コンデンサーレンズ１０７ａの後段には焦点検出ユニット１０５の光路に沿って入射側から順に絞り１０７ｂ、２次結像レンズ１０７ｃ、ＡＦセンサー１０７ｄが配置されている。

コンデンサーレンズ１０７ａは、サブミラー１０２が反射偏向した光束を集光し、この光を利用して焦点検出が行われる。コンデンサーレンズ１０７ａの一部は、ミラーボックス１００の底板側の端部である前面開口部１０８ａの下端１０８ａを光軸５０に平行に延長した線よりも光軸側（上側）に位置している。これによって、カメラを高さ方向に小型にすることができる。

焦点検出ユニット１０５は、ミラーボックス１００の下部に配置され、本実施例では、コンデンサーレンズ１０７ａを含む光学系の光軸が直線で偏向されていないストレート光学系を有する。具体的には、コンデンサーレンズ１０７ａと絞り１０７ｂとの間に反射部材（偏向部材）が配置されていない。

焦点検出ユニット１０５はストレート光学系として構成すると、反射部材が不要となるために部品点数が少なくなり、小型化や低コスト化に寄与すると共に、焦点検出精度も向上する。しかしながら、ストレート光学系は、光軸方向の長さが長くなるという問題がある。

本実施例によれば、背の高いストレートＡＦ光学系を搭載してもカメラの高さ方向が高くなることはなく焦点検出精度を確保することができる。なお、焦点検出ユニット１０５はストレート光学系に限定されず、コンデンサーレンズ１０７ａと絞り１０７ｂとの間にミラーが配置された構成であっても本実施例は適用可能である。

位相差方式の焦点検出では、コンデンサーレンズ（フィールドレンズ）１０７を含む一対の再結像光学系によって得られる一対の光学像の位相差から撮影レンズの焦点状態を検出する。コンデンサーレンズ１０７ａは予定結像面からの光束を集光し、その光軸は光軸５０に垂直ではない。

処理回路は、ＡＦセンサーの被写体像（光学像）の合焦状態を演算して複数の焦点検出視野に対する焦点検出を行ってＡＦ信号を出力する。不図示のシステム制御回路は演算結果を評価して撮影レンズの焦点制御部に指示し、焦点制御部は撮影レンズを駆動制御する。

図４（ａ）は、ミラーアップ状態における撮影レンズを経た有効光束Ｌと底板１０３の関係を示す概略断面図である。５１ａは撮像レンズから撮像素子４に入射する有効光束Ｌの上端を示しており、５１ｂはその有効光束Ｌの下端を示している。一点鎖線は撮影レンズの光軸５０を示している。

中央部１０３ｂは有効光束Ｌをケラないように、有効光束Ｌの下端５１ｂよりも下に配置されている。また、第２の直線部１１１は中央部１０３ｂが有効光束の下端５１ｂと最も近い位置（または交わる位置）よりも撮像素子４に近い側に配置されている。

また、図４（ｂ）に示すように、中央部１０３ｂと光軸５０までの最短距離Ｈ１は、ミラーアップしたサブミラー１０２を保持するサブミラーホルダの下端と光軸５０の最短距離Ｈ２よりも長い。これにより、有効光束Ｌが底板１０３によってケラれることを防止することができる。

また、前部１０３ａが光軸５０となす角度θ１は、前面開口部１０８ａの下端１０８ｂを通過する光線（有効光束Ｌの下端５１ｂ）が光軸５０となす角度θ２よりも大きい。前部１０３ａが有効光束Ｌの外側に配置されているので、底板１０３で撮像レンズの有効光束Ｌがケラレることなく高画質な像の撮影が可能である。

図５（ａ）は、撮像面に対する底板１０３の配置に伴うフレアの入射の関係を示す概略断面図である。後部１０３ｃの上面で反射する光線５２は、撮像面へのシャッタ開口部１１３を通過して撮像面に入り込まないような傾斜を持ち、光線５２は、シャッタ開口部１１３を規定するミラーボックスの撮像素子４に近い下側の側壁１０３ｄで遮光される。側壁１０３ｄは後部１０３ｃの最も撮像素子４に近い端部またはその付近に配置される。側壁１０３ｄは撮像素子４の撮像面に平行（光軸５０に垂直）に配置されているが、これに限定されない。

一方、図５（ｂ）に点線で示すように、後部１０３ｃが光軸に平行または光軸に近づくように傾斜すると、点線で示すようにフレア光は撮像素子４に入射しやすくなる。

次に、図６と図７を参照して、底板１０３の形状と焦点検出ユニット１０５との関係について説明する。図６（ａ）は、底板１０３の形状と焦点検出ユニット１０５との配置を示す断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の部分拡大断面図、図７は、底板１０３の上面図である。

ミラーボックス１００のサブミラー側の面である内面には、内壁での反射を極力抑えるための遮光紙（遮光シート）１１４が貼り付けられている。底板１０３の上面（ミラーボックス１００の底面）に貼り付けられる遮光紙１１４は、底板１０３の開口部１０４に対応し、これよりも若干小さい開口部（第３開口部）１１５を有しており、ゴースト（フレア）を防止している。

開口部１１５は、焦点検出ユニット１０５の第一の視野絞りを形成している。視野絞りとしての開口部１１５を焦点検出ユニット１０５に設ける必要がないので焦点検出ユニット１０５をその分小型にすることができる。

また、開口部１０４または開口部１１５は、底板１０３の中央部１０３ｂが撮像レンズの予定結像面またはその近傍（あるいは図６（ｂ）に示すように、コンデンサーレンズ１０７ａの一次結像面またはその近傍）に配置されている。後部１０３ｃはサブミラー１０２により反射され焦点検出ユニット１０５に入射する光束と略垂直である。これにより、開口部１１５が焦点調節性能に影響を与える迷光を効率よく遮光することが可能である。

本実施例によれば、底板１０３の前部１０３ａが傾斜しているので前部１０３ａで反射したフレア光が撮像素子４に入射することを防止することができる。また、前部１０３ａは有効光束Ｌの外側に配置されているので撮像素子４への有効光束Ｌのケラレを防止する。また、前部１０３ａは、焦点検出ユニット１０５への迷光を防止して焦点検出精度を確保する。更に、前部１０３ａは、焦点検出ユニット１０５を光軸方向に近づけてカメラの高さ方向を小さくすることができる。

また、底板１０３の後部１０３ｃが傾斜しているので後部１０３ｃで反射したフレアが撮像素子４に直接入射することを防止することができる。また、後部１０３ｃは有効光束Ｌの外側に配置されているので撮像素子４への有効光束Ｌのケラレを防止する。また、後部１０３ｃは、焦点検出ユニット１０５への迷光を防止して焦点検出精度を確保する。更に、後部１０３ｃは、焦点検出ユニット１０５を光軸方向に近づけてカメラの高さ方向を小さくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

一眼レフカメラは、被写体を撮像する用途に適用することができる。

５０ 光軸
１００ ミラーボックス
１０２ サブミラー
１０３ 底板
１０３ａ 前部
１０３ｂ 中央部
１０３ｃ 後部
１０４ 開口部（第２開口部）
１０５ 焦点検出ユニット
１０７ａ コンデンサーレンズ
１０８ａ 前面開口部（第１開口部）
１０８ｂ 下端（端部）
１１４ 遮光紙（遮光シート）
１１５ 開口部（第３開口部）

Claims (9)

1. 撮影光学系を経た光束の光路に挿入されたときに前記光束の一部を偏向するミラーを収納するミラーボックスと、
   前記ミラーボックスが偏向した光束を集光するコンデンサーレンズを有し、前記コンデンサーレンズが集光した光を利用して位相差方式によって焦点検出を行う焦点検出ユニットと、
   を有し、
   前記ミラーボックスは、
   撮影光学系側に設けられ、前記撮影光学系を経た光束が入射する第１開口部と、
   前記第１開口部から前記撮影光学系の光軸に近づくように延びる平面形状の前部を有し、前記ミラーと前記焦点検出ユニットとの間に配置された底板と、
   を有し、
   前記コンデンサーレンズの一部は、前記第１開口部の底板側の端部を前記撮影光学系の光軸に平行に延長した線よりも前記撮影光学系の光軸側に位置していることを特徴とする一眼レフカメラ。
2. 前記底板は、前記撮影光学系の予定結像面またはその近傍に配置され、前記ミラーが偏向した光束が通過する第２開口部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の一眼レフカメラ。
3. 前記底板のミラー側の面に貼り付けられた遮光シートを更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の一眼レフカメラ。
4. 前記底板は、前記ミラーボックスが偏向した光束が通過する第２開口部を更に有し、
   前記一眼レフカメラは、前記第２開口部に対応して前記撮影光学系の予定結像面またはその近傍に配置されて前記焦点検出ユニットの視野絞りとして機能する第３開口部を有し、前記底板のミラー側の面に貼り付けられた遮光シートを更に有することを特徴とする請求項１に記載の一眼レフカメラ。
5. 前記第３開口部は前記第２開口部よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の一眼レフカメラ。
6. 前記底板と前記光軸との最短距離は前記ミラーを保持するミラーホルダと前記光軸との最短距離よりも長いことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の一眼レフカメラ。
7. 前記底板の前部が前記光軸となす角度は、前記第１開口部の端部を通過する前記撮影光学系を経た光線が前記光軸となす角度よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の一眼レフカメラ。
8. 前記底板は、前記前部よりも前記撮影光学系とは反対側に位置して前記底板において前記光軸に最も近い平面形状の中央部と、前記中央部よりも前記撮影光学系とは反対側に位置して前記中央部から前記光軸から離れるように延びる平面形状の後部と、を更に有することを特徴とする請求項１に記載の一眼レフカメラ。
9. 前記ミラーボックスは、前記後部よりも前記撮影光学系とは反対側に位置して前記後部において反射した光束を遮光する側壁を更に有することを特徴とする請求項８に記載の一眼レフカメラ。