JP2020079957A - Focus detection device - Google Patents

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Abstract

To obtain a compact focus detection device while ensuring a wide focus detection area.SOLUTION: A focus detection device has, in an optical path order from a photographic lens side, a first mirror, a second mirror, and a third mirror that sequentially reflect a light beam transmitting through the photographic lens, and an AF sensor on which the light beam reflected on the third mirror is incident, wherein the second mirror is located on a subsequent stage of a scheduled imaging surface of the photographic lens located on a reflection optical axis of the first mirror, and a reflection surface of the second mirror is arranged in an inside space of virtual roof surfaces made by a virtual plane including a reflection surface of the first mirror and a virtual plane including a reflection surface of the third mirror.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、一眼レフレックスカメラなどに用いられる焦点検出装置に関する。   The present invention relates to a focus detection device used for a single-lens reflex camera or the like.

従来、一眼レフカメラ等のカメラに搭載される焦点検出装置としては、いわゆる位相差検出方式を用いたものが一般的によく用いられている(特許文献1,2)。この種の焦点検出装置が搭載されるカメラでは、撮影レンズを通過した光束をメインミラーにより2つに分割する。具体的には、メインミラーは、撮影レンズを通過した光束の一部(反射光束)をファインダ光学系へ向けて反射し、残り(透過光束)をメインミラーの後方に配置されたサブミラーへ向けて透過する。そして、透過光束は、サブミラーによって下方に反射され、ミラーボックスの下方の焦点検出光学系(焦点検出装置)に導かれる。焦点検出装置は、再結像光学系と、焦点検出用センサとを含んでおり、該再結像光学系は、コンデンサーレンズ、反射部材、セパレーターマスク、及びセパレーターレンズを含んでいる。位相差検出方式は、焦点検出用センサの一対のラインセンサ上に再結像した対となる像の相対的位置(位相差)を演算し、演算結果を位置ズレ(デフォーカス量)として検出することで、焦点検出を行う方式である。   Conventionally, as a focus detection device mounted on a camera such as a single-lens reflex camera, a device using a so-called phase difference detection method is generally often used (Patent Documents 1 and 2). In a camera equipped with this type of focus detection device, the light flux that has passed through the taking lens is split into two by a main mirror. Specifically, the main mirror reflects part of the light flux (reflected light flux) that has passed through the shooting lens toward the finder optical system, and the rest (transmitted light flux) toward the sub-mirror arranged behind the main mirror. To Penetrate. Then, the transmitted light flux is reflected downward by the sub-mirror and guided to the focus detection optical system (focus detection device) below the mirror box. The focus detection device includes a re-imaging optical system and a focus detection sensor, and the re-imaging optical system includes a condenser lens, a reflecting member, a separator mask, and a separator lens. The phase difference detection method calculates the relative position (phase difference) of a pair of images re-formed on the pair of line sensors of the focus detection sensor, and detects the calculation result as a position shift (defocus amount). This is the method for performing focus detection.

近年、イメージセンサの大型化が進み、これに合わせて、より広い焦点検出エリアが望まれるようになってきている。焦点検出エリアを広くしようとすると、焦点検出用センサ上の像エリアも大きくなるため、対となる像の間隔を大きく設定することが不可欠となる。このため、対となるセパレーターマスクのスリット間隔やセパレーターレンズのレンズ間隔を大きく設定することが必要となり、結果としてコンデンサーレンズからセパレーターマスク(あるいはセパレーターレンズ)までの光軸に沿った距離をより長く設定せざるを得ない。このことが焦点検出装置の大型化を招く要因となっている。   In recent years, the size of image sensors has increased, and along with this, a wider focus detection area has been desired. If an attempt is made to widen the focus detection area, the image area on the focus detection sensor also becomes large. Therefore, it is indispensable to set a large interval between paired images. For this reason, it is necessary to set the slit spacing of the pair of separator masks or the lens spacing of the separator lens to be large, and as a result, the distance from the condenser lens to the separator mask (or separator lens) along the optical axis is set longer. I have no choice but to do it. This is a factor that leads to an increase in size of the focus detection device.

特許文献1及び2には、コンデンサーレンズとセパレーターレンズの間に2つ(又は3つ)の反射面を配置し、光軸を2回(又は3回)折り返すことで焦点検出装置を小型化する例が示されている。   In Patent Documents 1 and 2, two (or three) reflecting surfaces are arranged between a condenser lens and a separator lens, and the optical axis is folded back twice (or three times) to downsize the focus detection device. An example is shown.

特開平08-122625号公報JP 08-122625 A 特開2009-300607号公報JP-A-2009-300607

ここで広い焦点検出エリアを確保しようとすると、サブミラーで反射する反射光束幅もより大きくなるので、サブミラーも大きくする必要が生じる。しかしサブミラーから撮像面(イメージセンサ)までの間の空間は狭く、しかもシャッターなどが配置されるため、サブミラーの大きさはこれらの条件によって制限される。   In order to secure a wide focus detection area, the width of the reflected light flux reflected by the sub-mirror becomes larger, so that the sub-mirror also needs to be made larger. However, since the space from the sub mirror to the image pickup surface (image sensor) is narrow and the shutter and the like are arranged, the size of the sub mirror is limited by these conditions.

特許文献1ではメインミラーを透過した光束を下方に入射光束に対して90°の角度をもって反射させているため、広い焦点検出エリアを確保しようとしてサブミラーを大きくした場合、サブミラーがシャッターなどと干渉してしまうという問題がある。   In Patent Document 1, since the light flux transmitted through the main mirror is reflected downward at an angle of 90° with respect to the incident light flux, when the sub-mirror is enlarged in order to secure a wide focus detection area, the sub-mirror interferes with a shutter or the like. There is a problem that it ends up.

また特許文献2では焦点検出装置の構成部材を高スペース効率で配置できているとは言えず、焦点検出装置を十分に小型化できていない問題がある。   Further, in Patent Document 2, it cannot be said that the constituent members of the focus detection device can be arranged with high space efficiency, and there is a problem that the focus detection device cannot be sufficiently miniaturized.

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、広い焦点検出エリアを確保しつつ、コンパクトな焦点検出装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made on the basis of the above awareness of the problems, and an object of the present invention is to obtain a compact focus detection device while ensuring a wide focus detection area.

本発明の焦点検出装置は、その一態様では、撮影レンズ側から光路順に、前記撮影レンズを透過した光束を順に反射する第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーと、前記第3ミラーで反射された光束が入射するAFセンサとを有する焦点検出装置であって、前記第2ミラーは、前記第1ミラーの反射光軸上に位置する前記撮影レンズの予定結像面より後段に位置していること、及び前記第2ミラーの反射面は、前記第1ミラーの反射面を含む仮想平面と前記第3ミラーの反射面を含む仮想平面とが作る仮想ダハ面の内側空間に配置されていること、を特徴とする。   In one aspect thereof, the focus detection device of the present invention includes a first mirror, a second mirror, and a third mirror that sequentially reflect the light flux that has passed through the photographing lens in the order of the optical path from the photographing lens side, and the light is reflected by the third mirror. A focus detection device including an AF sensor to which the reflected light flux is incident, wherein the second mirror is located at a stage subsequent to a planned image formation plane of the photographing lens located on the reflection optical axis of the first mirror. And the reflecting surface of the second mirror is arranged in an inner space of a virtual roof surface formed by a virtual plane including the reflecting surface of the first mirror and a virtual plane including the reflecting surface of the third mirror. It is characterized by

前記第3ミラーの反射面を含む仮想平面は、前記第1ミラーの反射面において交わってもよい。   A virtual plane including the reflecting surface of the third mirror may intersect with the reflecting surface of the first mirror.

本発明の焦点検出装置は、その他の態様では、撮影レンズ側から光路順に、前記撮影レンズを透過した光束を順に反射する第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーと、前記第3ミラーで反射された光束が入射するAFセンサとを有する焦点検出装置であって、前記第2ミラーは、前記第1ミラーの反射光軸上に位置する前記撮影レンズの予定結像面より後段に位置していること、前記第1ミラーは、該第1ミラーによる反射光軸が前記撮影レンズの光軸と鋭角をなして交わる向きに設けられていること、及び前記第2ミラーと第3ミラーは、前記第1ミラーによる反射光軸と前記第3ミラーによる反射光軸とが交わるように設けられていることことを特徴とする。   In another aspect, the focus detection device of the present invention includes a first mirror, a second mirror, and a third mirror that sequentially reflect the light flux that has passed through the photographing lens in the optical path order from the photographing lens side, and the light is reflected by the third mirror. A focus detection device having an AF sensor on which the reflected light flux is incident, wherein the second mirror is located at a stage subsequent to a planned image formation plane of the photographing lens located on the reflection optical axis of the first mirror. That the first mirror is provided so that the optical axis reflected by the first mirror intersects the optical axis of the taking lens at an acute angle, and the second mirror and the third mirror are It is characterized in that the reflection optical axis of the first mirror and the reflection optical axis of the third mirror intersect each other.

前記第1ミラーに入射した光軸と反射された光軸がなす角度をα、前記第1ミラーによって反射された光軸と前記第3ミラーによって反射された光軸とがなす角度をθとするとき、角度θが角度αより大きくてもよい。   The angle formed by the optical axis incident on the first mirror and the reflected optical axis is α, and the angle formed by the optical axis reflected by the first mirror and the optical axis reflected by the third mirror is θ. At this time, the angle θ may be larger than the angle α.

前記角度αと角度θは、下記の条件(1)を満たしてもよい。
1.1α<θ<85°・・・(1)
The angle α and the angle θ may satisfy the following condition (1).
1.1 α<θ<85° (1)

本発明によれば、広い焦点検出エリアを確保しつつ、コンパクトな焦点検出装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a compact focus detection device while ensuring a wide focus detection area.

一実施形態のカメラの光学構成の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of optical structure of the camera of one Embodiment. 一実施形態の焦点検出ユニット(焦点検出装置)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the focus detection unit (focus detection apparatus) of one embodiment. 角度αと角度θと迷光の関係の説明に供する第1の図である。It is a 1st figure with which explanation is given for the relation between angle α, angle θ, and stray light. 角度αと角度θと迷光の関係の説明に供する第2の図である。FIG. 6 is a second diagram for explaining the relationship between the angle α, the angle θ, and stray light. 角度αと角度θと迷光の関係の説明に供する第3の図である。It is a 3rd figure with which explanation of the relation between angle alpha, angle theta, and stray light is offered. 焦点検出ユニット(焦点検出装置)のミラーを展開した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which expanded the mirror of a focus detection unit (focus detection apparatus).

以下に、本発明の焦点検出装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明の焦点検出装置が限定されるものではない。以下の説明中の方向(前後方向、上下方向)は、図中に記載した矢線の各方向を基準とする。   An embodiment of the focus detection device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The focus detection device of the present invention is not limited to this embodiment. The directions (front-back direction, up-down direction) in the following description are based on the respective directions of the arrow lines shown in the drawings.

図1は、一実施形態のカメラの光学構成の一部を示す図である。図1においてカメラ(撮像装置)1は、ファインダ光学系10と、メインミラー(クイックリターンミラー)20と、焦点検出ユニット(焦点検出装置)30とを有している。   FIG. 1 is a diagram showing a part of an optical configuration of a camera of an embodiment. In FIG. 1, a camera (imaging device) 1 has a finder optical system 10, a main mirror (quick return mirror) 20, and a focus detection unit (focus detection device) 30.

メインミラー20は、図示を省略した回動駆動機構により、撮影レンズ(図示せず)の光軸P1上に位置するミラーダウン位置(図1に描いた位置)と、光軸P1上から退避するミラーアップ位置(図1には描いていない)との間で回動駆動される。メインミラー20には、メインミラー20がミラーダウン位置にあるときに該メインミラー20の直後の光軸P1上に位置し、且つ、メインミラー20がミラーアップ位置にあるときに該メインミラー20と一緒に光軸P1上から退避するサブミラー31が取り付けられている。   The main mirror 20 is retracted from the mirror-down position (the position shown in FIG. 1) located on the optical axis P1 of the taking lens (not shown) and the optical axis P1 by a rotation drive mechanism (not shown). It is rotationally driven between a mirror-up position (not shown in FIG. 1). The main mirror 20 is positioned on the optical axis P1 immediately after the main mirror 20 when the main mirror 20 is in the mirror-down position, and when the main mirror 20 is in the mirror-up position, A sub-mirror 31 that is retracted from the optical axis P1 is attached together.

メインミラー20がミラーアップ位置にあるとき、撮影レンズから入射した被写体の光束は、イメージセンサ(図示せず)の受光面に被写体像として結像する。この被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像データとしてカメラCPU(図示せず)に出力される。カメラCPUは、イメージセンサからの画像データに所定の画像処理を施して、これをLCD(図示せず)に表示し、画像メモリ(図示せず)に記憶する。   When the main mirror 20 is in the mirror-up position, the light flux of the subject incident from the photographing lens forms an image of the subject on the light receiving surface of the image sensor (not shown). This subject image is converted into electric pixel signals by a large number of pixels arranged in a matrix, and is output to a camera CPU (not shown) as image data. The camera CPU subjects the image data from the image sensor to predetermined image processing, displays this on an LCD (not shown), and stores it in an image memory (not shown).

メインミラー20がミラーダウン位置にあるとき、撮影レンズを介して入射した被写体からの光束は、撮影レンズの光軸P1に沿ってメインミラー20に到達する。メインミラー20は光軸P1に対して略45°傾いた状態で配置されており、メインミラー20に到達した光束の一部は、メインミラー20で上に向けて反射されて光軸P2に沿って進み、ファインダ光学系10へ入射される。   When the main mirror 20 is at the mirror-down position, the light flux from the subject that has entered through the taking lens reaches the main mirror 20 along the optical axis P1 of the taking lens. The main mirror 20 is arranged in a state of being inclined by about 45° with respect to the optical axis P1, and a part of the light flux reaching the main mirror 20 is reflected upward by the main mirror 20 and is along the optical axis P2. And advances to enter the finder optical system 10.

ファインダ光学系10は、ファインダスクリーン(ピント板)11と、ペンタプリズム13と、接眼レンズ群(ルーペ光学系)15と、カバーガラス17とを有している。ファインダスクリーン11は、メインミラー20の反射面で反射された被写体の光束を被写体像として結像する。ファインダスクリーン11の結像面は、イメージセンサの結像面と光学的に等価である。ペンタプリズム13は、ファインダスクリーン11による被写体像を正立像に変換する(正立化する)。ペンタプリズム13から射出された光束中の被写体像は、接眼レンズ群15で拡大された後にカバーガラス17を通過して、ファインダ窓(図示せず)から観察可能となっている。   The finder optical system 10 includes a finder screen (focus plate) 11, a pentaprism 13, an eyepiece lens group (loupe optical system) 15, and a cover glass 17. The finder screen 11 forms the light flux of the subject reflected by the reflecting surface of the main mirror 20 as a subject image. The image plane of the finder screen 11 is optically equivalent to the image plane of the image sensor. The pentaprism 13 converts the subject image formed by the finder screen 11 into an upright image (makes it upright). The subject image in the light flux emitted from the pentaprism 13 is magnified by the eyepiece lens group 15, passes through the cover glass 17, and can be observed through a finder window (not shown).

一方、撮影レンズを介して入射した被写体からの光束のうち、メインミラー20で上に向けて反射された光を除く他の一部は、メインミラー20を透過して光軸P3(光軸P1をメインミラー20の後方まで延長したもの)に沿って進んで焦点検出ユニット(焦点検出装置)30へ入射される。   On the other hand, of the light flux from the subject that has entered through the taking lens, a part of the light flux other than the light reflected upward by the main mirror 20 passes through the main mirror 20 and passes through the optical axis P3 (optical axis P1). Is extended to the rear of the main mirror 20) and is incident on the focus detection unit (focus detection device) 30.

焦点検出ユニット(焦点検出装置)30は、図1に示すように、サブミラー31(第1ミラー)と、ハウジング32と、コンデンサーレンズ33と、ミラー34,35(第2ミラー、第3ミラー)と、セパレーターマスク36と、セパレーターレンズ37と、オートフォーカス(AF)センサ38とを有している。ハウジング32は、コンデンサーレンズ33を固定支持する固定枠32Aと、ミラー34を固定支持する固定枠32Bと、ミラー35を固定支持する固定枠32Cと、セパレーターマスク36を固定支持する固定枠32Dと、セパレーターレンズ37を固定支持する固定枠32Eとを有している。   As shown in FIG. 1, the focus detection unit (focus detection device) 30 includes a sub mirror 31 (first mirror), a housing 32, a condenser lens 33, mirrors 34 and 35 (second mirror, third mirror). It has a separator mask 36, a separator lens 37, and an autofocus (AF) sensor 38. The housing 32 includes a fixed frame 32A for fixedly supporting the condenser lens 33, a fixed frame 32B for fixedly supporting the mirror 34, a fixed frame 32C for fixedly supporting the mirror 35, and a fixed frame 32D for fixedly supporting the separator mask 36. It has a fixed frame 32E for fixedly supporting the separator lens 37.

メインミラー20を透過して光軸P3に沿って進んだ光は、サブミラー31に到達する。そして、サブミラー31に到達した光束は、サブミラー31で下斜め前方に反射されて光軸P4に沿って進む。   The light transmitted through the main mirror 20 and traveling along the optical axis P3 reaches the sub mirror 31. Then, the light flux that has reached the sub-mirror 31 is reflected obliquely downward and forward by the sub-mirror 31 and travels along the optical axis P4.

サブミラー31で反射された光は、予定結像面(一次結像面)PL1で結像した後、予定結像面PL1よりも光路上で後段に位置するコンデンサーレンズ33へ到達する。コンデンサーレンズ33に到達した光は、入射面33Aから入ってコンデンサーレンズ33の内部を進み、出射面33Bから出射される。   The light reflected by the sub-mirror 31 forms an image on the planned image forming surface (primary image forming surface) PL1, and then reaches the condenser lens 33 located on the optical path later than the planned image forming surface PL1. The light that has reached the condenser lens 33 enters from the incident surface 33A, travels inside the condenser lens 33, and is emitted from the emission surface 33B.

コンデンサーレンズ33の出射面33Bから出射された光は、光軸P4と交わるように配置されたミラー34の反射面34Aによって上斜め前方に向けて反射されて光軸P5に沿って進む。   The light emitted from the emission surface 33B of the condenser lens 33 is reflected obliquely upward and forward by the reflection surface 34A of the mirror 34 arranged so as to intersect with the optical axis P4, and travels along the optical axis P5.

ミラー34で反射された光は、光軸P5と交わるように配置されたミラー35の反射面35Aによって下斜め後方に向けて反射されて光軸P6に沿って進む。   The light reflected by the mirror 34 is reflected by the reflection surface 35A of the mirror 35 arranged so as to intersect with the optical axis P5 toward the diagonally lower rear side and travels along the optical axis P6.

光軸P1、P3、P4、P5、P6は同一の基準平面内に位置する基準光軸(単一の光軸)を構成している。   The optical axes P1, P3, P4, P5 and P6 form a reference optical axis (single optical axis) located in the same reference plane.

ミラー35で反射された光は、光軸P6に沿って進み、セパレーターマスク36へ到達する。セパレーターマスク36へ到達した光は、セパレーターマスク36のスリット(図示せず)を通過した後にセパレーターレンズ37の一対のレンズ37Aを通過して、AFセンサ38に到達し、AFセンサ38の結像面PL2(二次結像面)で結像する。   The light reflected by the mirror 35 travels along the optical axis P6 and reaches the separator mask 36. The light that has reached the separator mask 36 passes through a slit (not shown) of the separator mask 36 and then passes through a pair of lenses 37A of the separator lens 37, reaches the AF sensor 38, and forms an image plane of the AF sensor 38. An image is formed on PL2 (secondary image plane).

光軸P3(P1)と光軸P4のなす角AG1の角度αは45°よりも大きく且つ90°よりも小さい。すなわち、サブミラー31は、サブミラー31の反射光軸P4が撮影レンズの光軸P1(P3)と鋭角をなすように配置されている。別の見方をすれば、サブミラー31は、メインミラー20となす角AG2の角度βが45°よりも大きく且つ90°より小さくなるように、配置されている。従って、サブミラー31は、上下方向となす角AG3の角度γが0°より大きく且つ45°よりも小さくなるように配置されており、サブミラー31の前後方向の占有幅が小さくなっている。このため、イメージセンサの大型化に伴って広い焦点検出エリアを確保するためにサブミラー31を大きくせざるを得ない場合でも、サブミラー31の直後に存在するシャッターやイメージセンサとサブミラー31が干渉することを防止することができる。   The angle α of the angle AG1 formed by the optical axis P3 (P1) and the optical axis P4 is larger than 45° and smaller than 90°. That is, the sub mirror 31 is arranged so that the reflected optical axis P4 of the sub mirror 31 makes an acute angle with the optical axis P1 (P3) of the taking lens. From another point of view, the sub mirror 31 is arranged such that the angle β of the angle AG2 formed with the main mirror 20 is larger than 45° and smaller than 90°. Therefore, the sub mirror 31 is arranged so that the angle γ of the angle AG3 formed with the vertical direction is larger than 0° and smaller than 45°, and the occupied width of the sub mirror 31 in the front-rear direction is small. Therefore, even if the sub-mirror 31 must be enlarged in order to secure a wide focus detection area as the size of the image sensor increases, the shutter or the image sensor immediately after the sub-mirror 31 may interfere with the sub-mirror 31. Can be prevented.

図1に示すように、ミラー(第2ミラー)34とミラー(第3ミラー)35は、サブミラー(第1ミラー)31による反射光軸P4とミラー(第3ミラー)35による反射光軸P6が交わるように配置されている。ミラー34、ミラー35及びセパレーターマスク36は、それぞれ、光軸P6と光軸P4の交点を向いており、この交点を囲むように配置されている。これにより、ミラー34、ミラー35及びセパレーターマスク36を高スペース効率で配置させることができている。   As shown in FIG. 1, the mirror (second mirror) 34 and the mirror (third mirror) 35 have a reflection optical axis P4 by the sub-mirror (first mirror) 31 and a reflection optical axis P6 by the mirror (third mirror) 35. It is arranged to intersect. The mirror 34, the mirror 35, and the separator mask 36 face the intersection of the optical axis P6 and the optical axis P4, respectively, and are arranged so as to surround the intersection. As a result, the mirror 34, the mirror 35, and the separator mask 36 can be arranged with high space efficiency.

また、図1に示す光軸P4と光軸P6のなす角AG4の角度θは、角度αよりも大きくなっている。これにより、ミラー34、ミラー35、セパレーターマスク36、及び、セパレーターレンズ37を、コンデンサーレンズ33の下側スペースに効率良く配置することができるので、鋭角に反射するサブミラー31が用いられる場合でも、焦点検出ユニット30を小型化(コンパクト化)することができる。   Further, the angle θ of the angle AG4 formed by the optical axis P4 and the optical axis P6 shown in FIG. 1 is larger than the angle α. As a result, the mirror 34, the mirror 35, the separator mask 36, and the separator lens 37 can be efficiently arranged in the space below the condenser lens 33. Therefore, even when the sub-mirror 31 that reflects at an acute angle is used, The detection unit 30 can be downsized (compact).

また別の見方をすれば、図2に示すように、ミラー34の反射面34Aは、サブミラー31の反射面31Aを含む仮想平面PL3と、ミラー35の反射面35Aを含む仮想平面PL4とが作る仮想ダハ面PL5の内側空間に配置されている。これにより、サブミラー31、ミラー34、及びミラー35を、高スペース効率で配置させることができている。   From another perspective, as shown in FIG. 2, the reflecting surface 34A of the mirror 34 is formed by a virtual plane PL3 including the reflecting surface 31A of the sub mirror 31 and a virtual plane PL4 including the reflecting surface 35A of the mirror 35. It is arranged in the inner space of the virtual roof surface PL5. Thereby, the sub mirror 31, the mirror 34, and the mirror 35 can be arranged with high space efficiency.

さらに、図2では、ミラー35の反射面35Aを含む仮想平面PL4が、サブミラー31の反射面31Aと交わっている。これにより、サブミラー31、ミラー34、及びミラー35を、さらに高スペース効率で配置させることができる。   Further, in FIG. 2, the virtual plane PL4 including the reflection surface 35A of the mirror 35 intersects with the reflection surface 31A of the sub mirror 31. Thereby, the sub mirror 31, the mirror 34, and the mirror 35 can be arranged with higher space efficiency.

以上のようにして、広い焦点検出エリアを確保しつつコンパクトな焦点検出装置30を得ることができる。   As described above, the compact focus detection device 30 can be obtained while ensuring a wide focus detection area.

ここで、角度αと角度θと迷光の関係について、図3ないし図5を用いて説明する。図3は、角度α=65°で、角度θ=78°で配置された焦点検出ユニット(焦点検出装置)が示されている。また、図4は、角度α=角度θ=65°で配置された焦点検出ユニット(焦点検出装置)が示されている。また、図5は、角度α=65°で、角度θ=90°で配置された焦点検出ユニット(焦点検出装置)が示されている。つまり、図3及び図5には、角度θが角度αよりも大きい状態が示されており、図4には、角度θが角度αと等しい状態が示されている。ここで、図3ないし図5において、破線は、コンデンサーレンズ33の中心を通る光線を含む断面の有効光束範囲を示している。また、ミラー34及びミラー35を展開した状態(図6)では、有効光束範囲は、図3ないし図5で一致している。   Here, the relationship between the angle α, the angle θ, and the stray light will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 shows a focus detection unit (focus detection device) arranged at an angle α=65° and an angle θ=78°. Further, FIG. 4 illustrates a focus detection unit (focus detection device) arranged at an angle α=angle θ=65°. Further, FIG. 5 shows a focus detection unit (focus detection device) arranged at an angle α=65° and an angle θ=90°. That is, FIGS. 3 and 5 show a state in which the angle θ is larger than the angle α, and FIG. 4 shows a state in which the angle θ is equal to the angle α. Here, in FIGS. 3 to 5, the broken line indicates the effective luminous flux range of the cross section including the light ray passing through the center of the condenser lens 33. Further, in the state where the mirror 34 and the mirror 35 are expanded (FIG. 6), the effective luminous flux ranges are the same in FIGS. 3 to 5.

この有効光束範囲の外側にも、コンデンサーレンズ33を通過した光束は存在する。この有効光束範囲外の光の一部が、ミラー34やコンデンサーレンズ33の出射面33Bで反射すると迷光となる。この迷光が、セパレーターマスク36及びセパレーターレンズ37を通過してAFセンサ38に到達すると、焦点検出精度を著しく低下させ問題となる。   The light flux that has passed through the condenser lens 33 also exists outside this effective light flux range. A part of the light outside the effective luminous flux range becomes stray light when reflected by the exit surface 33B of the mirror 34 or the condenser lens 33. When this stray light passes through the separator mask 36 and the separator lens 37 and reaches the AF sensor 38, the focus detection accuracy is significantly lowered, which becomes a problem.

この問題を解決するために、下記条件式(1)を満たすことで、上記迷光は、セパレーターマスク36で遮断されて、AFセンサ38に到達しないようにすることができる。図3では、この条件式(1)が満たされている。
1.1α<θ<85°・・・(1)
In order to solve this problem, by satisfying the following conditional expression (1), the stray light can be blocked by the separator mask 36 and prevented from reaching the AF sensor 38. In FIG. 3, this conditional expression (1) is satisfied.
1.1 α<θ<85° (1)

一方、図4には、角度θが上記条件式(1)の下限を下回ったときの状態(特に、角度θが角度αと等しい状態)が示されている。この場合には、ミラー35の下端部で反射した光束の一部がミラー34で再び反射して迷光となり、セパレーターマスク36及びセパレーターレンズ37を通過してAFセンサ38に到達している。詳細には、図4に示す構成では、ミラー35で反射した下側の有効光束範囲を示す点線と、ミラー34の反射面34Aとのなす角が小さく且つ接近し易い。このため、ミラー34で反射した迷光の反射角度も小さくなり、迷光をセパレーターマスク36で遮断することが困難になる。   On the other hand, FIG. 4 shows a state in which the angle θ is below the lower limit of the conditional expression (1) (in particular, the state where the angle θ is equal to the angle α). In this case, a part of the light flux reflected by the lower end of the mirror 35 is reflected again by the mirror 34 to become stray light, which passes through the separator mask 36 and the separator lens 37 and reaches the AF sensor 38. Specifically, in the configuration shown in FIG. 4, the angle formed by the dotted line showing the lower effective light flux range reflected by the mirror 35 and the reflecting surface 34A of the mirror 34 is small and easy to approach. Therefore, the reflection angle of the stray light reflected by the mirror 34 also becomes small, and it becomes difficult to block the stray light with the separator mask 36.

また、図5には、角度θが上記条件式(1)の上限を上回ったときの状態(特に、角度θが90°の状態)が示されている。この場合には、ミラー35の上端部で反射した光束の一部がコンデンサーレンズ33の射出面33Bで反射して迷光となり、セパレーターマスク36及びセパレーターレンズ37を通過してAFセンサ38に到達している。図5に示す構成では、ミラー35で反射した上側の有効光束範囲を示す点線と、コンデンサーレンズ33の射出面33Bとのなす角が小さく且つ接近し易い。このため、コンデンサーレンズ33の射出面33Bで反射した迷光の反射角度も小さくなり、迷光をセパレーターマスク36で遮断することが困難になる。   Further, FIG. 5 shows a state when the angle θ exceeds the upper limit of the conditional expression (1) (particularly, a state where the angle θ is 90°). In this case, a part of the light flux reflected by the upper end of the mirror 35 is reflected by the exit surface 33B of the condenser lens 33 to become stray light, which passes through the separator mask 36 and the separator lens 37 and reaches the AF sensor 38. There is. In the configuration shown in FIG. 5, the angle formed by the dotted line showing the upper effective light flux range reflected by the mirror 35 and the exit surface 33B of the condenser lens 33 is small and easy to approach. Therefore, the reflection angle of the stray light reflected by the exit surface 33B of the condenser lens 33 also becomes small, and it becomes difficult to block the stray light with the separator mask 36.

ここで、ハウジング32には、図1及び図2に示すように、コンデンサーレンズ33の出射面33Bの周縁部近傍において、光軸P4と略平行に立ち上がる迷光遮蔽壁32Fが設けられている。この迷光遮蔽壁32Fによって、例えば図5に示したように角度θが上記条件式(1)の上限を上回ったときにコンデンサーレンズ33の出射面33Bで反射されてセパレーターマスク36のスリット(図示せず)へ進入しようとする迷光を、確実に遮蔽することができる。   Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the housing 32 is provided with a stray light shielding wall 32F that rises substantially parallel to the optical axis P4 in the vicinity of the peripheral edge of the emitting surface 33B of the condenser lens 33. By this stray light shielding wall 32F, for example, when the angle θ exceeds the upper limit of the conditional expression (1) as shown in FIG. It is possible to reliably block stray light attempting to enter.

1 カメラ(撮像装置)
10 ファインダ光学系
11 ファインダスクリーン(ピント板)
13 ペンタプリズム
15 接眼レンズ群
17 カバーガラス
20 メインミラー(クイックリターンミラー)
30 焦点検出ユニット(焦点検出装置)
31 サブミラー(第1ミラー)
31A 反射面
32 ハウジング
32A,32B,32C,32D,32E 固定枠
32F 迷光遮蔽壁
33 コンデンサーレンズ
33A 入射面
33B 出射面
34,35 ミラー(第2ミラー、第3ミラー)
34A,35A 反射面
36 セパレーターマスク
37 セパレーターレンズ
37A レンズ
38 オートフォーカス(AF)センサ
P1,P2,P3,P4,P5,P6 光軸
AG1,AG2,AG3,AG4 角
α,β、γ,θ 角度
PL1 予定結像面(一次結像面)
PL2 結像面(二次結像面)
PL3,PL4 仮想平面
PL5 仮想ダハ面
1 camera (imaging device)
10 Finder optical system 11 Finder screen (focus plate)
13 pentaprism 15 eyepiece group 17 cover glass 20 main mirror (quick return mirror)
30 Focus detection unit (focus detection device)
31 sub mirror (first mirror)
31A Reflecting surface 32 Housings 32A, 32B, 32C, 32D, 32E Fixed frame 32F Stray light shielding wall 33 Condenser lens 33A Incident surface 33B Emitting surface 34, 35 Mirror (second mirror, third mirror)
34A, 35A Reflective surface 36 Separator mask 37 Separator lens 37A Lens 38 Autofocus (AF) sensor P1, P2, P3, P4, P5, P6 Optical axis AG1, AG2, AG3, AG4 Angle α, β, γ, θ Angle PL1 Planned image plane (primary image plane)
PL2 image plane (secondary image plane)
PL3, PL4 Virtual plane PL5 Virtual roof surface

Claims (2)

撮影レンズ側から光路順に、前記撮影レンズを透過した光束を順に反射する第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーと、前記第3ミラーで反射された光束が入射するAFセンサとを有する焦点検出装置であって、
前記第2ミラーは、前記第1ミラーの反射光軸上に位置する前記撮影レンズの予定結像面より後段に位置していること、及び
前記第2ミラーの反射面は、前記第1ミラーの反射面を含む仮想平面と前記第3ミラーの反射面を含む仮想平面とが作る仮想ダハ面の内側空間に配置されていること、
を特徴とする焦点検出装置。
Focus detection including a first mirror, a second mirror, and a third mirror that sequentially reflect the light flux that has passed through the shooting lens, and an AF sensor that the light flux reflected by the third mirror enters, in the order of the optical path from the shooting lens side. A device,
The second mirror is located at a stage subsequent to a planned image forming surface of the taking lens located on the reflection optical axis of the first mirror, and the reflecting surface of the second mirror is the same as that of the first mirror. Being arranged in an inner space of a virtual roof surface formed by a virtual plane including a reflecting surface and a virtual plane including a reflecting surface of the third mirror;
A focus detection device.
請求項1記載の焦点検出装置において、
前記第3ミラーの反射面を含む仮想平面は、前記第1ミラーの反射面において交わる焦点検出装置。
The focus detection device according to claim 1,
A focus detection device in which a virtual plane including the reflection surface of the third mirror intersects with the reflection surface of the first mirror.
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