JPH067221B2 - 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、レフレックスミラーとシャッタ幕
との間に焦点検出光学系を配置し、これを測距時と撮影
時で撮影光路中に出入可能としたもの、或いはペンタプ
リズムと一体的に反射ミラー設け、該反射ミラーによっ
て偏向した光路中に焦点検出光学系を配設したもの等が
提案されている。しかし、何れもサブミラー或いは焦点
検出光学系の可動部分を必要とし、また撮影光路と測距
光路とを全く別の光路に分けており、それぞれの合焦点
を一致させるために焦点検出光学系の位置調整が必須の
条件となり、測距素子と焦点検出光学系との相対位置の
調整に多大の工数と熟練を要するなどの問題を有してい
た。

第１図、第２図は従来の焦点検出光学系の一例であり、
被写体の一点Ｑから出射した２つの光束Pa、Pbは撮影レ
ンズ１の瞳の中の異なった領域１ａ、１ｂにそれぞれ入
射し、レフレックスミラー２を経てピント板３上に一次
結像Q1を形成する。この像Q1から出てピント板３を通過
する前記２つの光束Pa、Pbは、コンデンサレンズ４を経
てビームスプリッタ５のハーフミラー５ａで反射され、
更に検出光の分光感度補正用フィルタ６、光線分配手段
７を介してそれぞれ２つの二次結像レンズ８ａ、８ｂに
導かれ、反射ミラー９ａ、９ｂを経て光電変換素子１０
ａ、１０ｂ上にそれぞれ別個に二次結像を形成するよう
になっている。なお、ハーフミラー５ａを上方に直進し
た被写体光は、ペンタプリズム１１を経て接眼レンズ１
２に導かれ、ここで被写体像が観察されることになる。

この焦点検出光学系を接眼レンズ１２側から見た第２図
によって説明すると、ピント板３、コンデンサレンズ
４、ペンタプリズム１１を一体に取り付けたヘァィンダ
本体１３には、更に検出系ユニットホルダ１４がねじに
より螺着されている。このユニットホルダ１４の左右端
にミラー支持部１４ａ、１４ｂが一体的に形成されてお
り、ここに前述の反射ミラー９ａ、９ｂがそれぞれ接着
されており、更にユニットホルダ１４には検出光学系ユ
ニット１５がねじ１６により螺着されている。このユニ
ット１５では、前方にあるビームスプリッタ５に対向す
る面の開口部１７に補正フィルタ６が接着されている。
更に、ユニット１５内には間隔環１８が設けられ、二次
結像レンズ８ａ、８ｂを所定位置に保持すると共に、光
線分配手段７と一体になった保持部材１９が固定されて
いる。これらは何れも接眼レンズ１２の下方に位置して
おり、ハーフミラー５ａで偏向された２つの光束Pa、Pb
は、反射ミラー９ａ、９ｂを射出後に接眼レンズ１２の
上方に位置する光電変換素子１０ａ、１０ｂに向う構造
とされている。なお、ユニットホルダ１４とミラー支持
部１４ａ、１４ｂ、ユニットホルダ１４とユニット１
５、ユニット１５と間隔環１８、更に間隔環１８と保持
部材１９等はそれぞれ相互に相対位置を調整し得るよう
になっている。

以上のような構成の場合、焦点検出光学系と光電変換素
子１０ａ、１０ｂとは別個に支持されているため、焦点
検出光学系と撮影光学系との位置調整を行うことによっ
て、焦点検出光学系と光電変換素子１０ａ、１０ｂとの
位置関係が変化し、自動焦点光学系全体の調整は多大な
工数を要するものとなる。

本発明の目的は、撮影光学系、焦点検出光学系、光電変
換素子の相互位置の調整を容易に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、光電変換
素子上に被写体光を導く焦点検出光学系を保持する保持
部材と、前記光電変換素子を保持するセンサパッケージ
とを有し、前記光電変換素子上の被写体像により焦点検
出を行う焦点検出装置において、前記保持部材は両端に
設けた一対の軸部により回動自在とし、該軸部の一方を
前記センサパッケージに取り付けたスライド板の傾斜長
孔に嵌合し、前記保持部材と前記センサパッケージ間に
前記センサパッケージの位置を調整するスペーサを介在
したことを特徴とするものである。次に、本発明を第３
図以下に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第３図、第４図はカメラ本体部の断面図であり、第３図
はメインミラーが下降している状態、第４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ラズム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を焦点面
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度よりも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
４５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５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と迷光を防ぐための第３のマスク６３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６４ａ、６
４ｂ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３図〜第５図に示される機構において、第３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
束はメインミラー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５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３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３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４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枠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６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７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、撮影レン
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
の照度レベルに異なってしまう。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８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、これらとスペ
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軸方向の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
すことに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性から成り、調整用の
段部７０ｃには調整用傾斜長孔７０ｄとロック用の孔７
０ｅ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６
４ａ廻りの回動位置の調整が行われるようになってい
る。

第９図はこの部分の詳細を示すものであり、第５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６
４ａ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６５
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８
０、８１を介してそれぞれビス８２、８３により基体２
１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７図
に示すＸ方向つまり第５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８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８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９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、６４
ｂ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ｅ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６６のＨ
方向を向く切欠き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によるガタが発生すること
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、焦点検出光学系と光電変換素子とを１個の保持部材
によって保持し、この保持部材を位置決めすると共に、
この保持部材を基準としてセンサパッケージを位置決め
するようにしたため、次のように効果を生ずる。

(1)撮影光学系と焦点検出光学系との位置調整を行って
も、自動合焦光学系と光電変換素子との位置関係が変化
することはない。

(2)焦点検出光学系と光電変換素子によってユニットを
形成し、始めのユニット段階で焦点検出光学系と光電変
換素子との位置関係を調整しておき、カメラボディへの
組込み時には撮影光学系と焦点検出光学系の位置関係を
調整するのみで自動合焦系全体の調整が簡略化される。

(3)反射ミラーと焦点検出光学系が１個の保持部材に位
置決めされているために、位置精度が高く信頼性があ
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構成図、第２図は
第１図の焦点検出光学系の一部を切欠した背面図、第３
図〜第９図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３図はメインミラー下降状態のカメラ本
体の断面図、第４図はメインミラー上昇状態のカメラ本
体の断面図、第５図はセンサブロックの断面図、第６図
は焦点検出光学系の斜視図、第７図は焦点検出機構の作
動説明図、第８図はセンサブロックの調整機構の分解斜
視図、第９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、４８はゴースト防止の第１のマスク、４
９はセンサパッケージ、６２はスペーサ、６４はユニッ
ト保持部、６４ａ、６４ｂは軸部、６５は軸受板、６７
はスライド板、６９はトーションばね、７０は回動調整
板、８０、８１はピント調整用板体である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 特開 昭60−39621（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光電変換素子上に被写体光を導く焦点検出
   光学系を保持する保持部材と、前記光電変換素子を保持
   するセンサパッケージとを有し、前記光電変換素子上の
   被写体像により焦点検出を行う焦点検出装置において、
   前記保持部材は両端に設けた一対の軸部により回動自在
   とし、該軸部の一方を前記センサパッケージに取り付け
   たスライド板の傾斜長孔に嵌合し、前記保持部材と前記
   センサパッケージ間に前記センサパッケージの位置を調
   整するスペーサを介在したことを特徴とするカメラの焦
   点検出装置。