(57)【要約】【課題】撮像装置の大型化を招くことなく、高精度な焦点検出ユニットの角度調整が可能な仕組みを提供する。【解決手段】焦点検出ユニットは、固定部材１０１の取付面１０７０と保持部材１０２の位置規制面１０８０との間隔を規制した状態で、固定部材１０１の取付面１０７１と保持部材１０２の位置規制面１０８１との間隔を瞳調整用ビス１０４１の回転により調整する際に、位置規制面１０８１は、位置規制面１０８０に対して、入射光軸方向に段差を有する異なる位置に配置される。【選択図】図６
2014191185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点検出用の撮像素子、及び入射した被写体光を前記撮像素子に導光する焦点検出光学系を保持して、撮像装置の装置本体に取り付けられる保持部材を備え、
前記保持部材は、前記被写体光の入射光軸に対して略直交する平面である第１の位置規制面、第２の位置規制面、及び第３の位置規制面を有し、
撮影画面の長辺方向を第１の方向とし、前記第１の方向に直交し、かつ前記入射光軸と直交する方向を第２の方向とした場合に、前記第２の位置規制面は、前記第１の位置規制面に対して前記第２の方向に離間して配置され、前記第３の位置規制面は、前記第１の位置規制面に対して前記第１の方向に離間して配置され、
前記保持部材が取り付けられる第１の取付面と前記第１の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を規制した状態で、前記保持部材が取り付けられる第２の取付面と前記第２の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を前記第２の位置規制面から挿入されて前記第２の取付面に螺合される第１のねじ部材の回転により調整するとともに、前記保持部材が取り付けられる第３の取付面と前記第３の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を、前記第３の位置規制面から挿入されて前記第３の取付面に螺合される第２のねじ部材の回転により調整するに際し、
前記第２の位置規制面及び前記第３の位置規制面の少なくとも一方は、前記第１の位置規制面に対して、前記入射光軸の方向に段差を有する異なる位置に配置されることを特徴とする焦点検出ユニット。
【請求項２】
前記第１の取付面と前記第１の位置規制面との間隔、前記第２の取付面と前記第２の位置規制面との間隔、及び前記第３の取付面と前記第３の位置規制面との間隔をそれぞれ広げる方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出ユニット。
【請求項３】
前記保持部材は、固定部材を介して前記装置本体に取り付けられ、
前記第１の取付面、前記第２の取付面、及び前記第３の取付面は、前記固定部材に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点検出ユニット。
【請求項４】
焦点検出ユニットを備える撮像装置であって、
前記焦点検出ユニットとして、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の焦点検出ユニットを備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタル一眼レフカメラ等の撮像装置に搭載される焦点検出ユニット、及び焦点検出ユニットを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル一眼レフカメラ等の撮像装置には、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出ユニットが搭載される。焦点検出ユニットとしては、例えば、撮影光学系からの光を２つの光束に分割する絞りと、当該２光束を絞りに結像させるフィールドレンズと、２つの光束をそれぞれ再結像させて一対の光学像（被写体像）を形成する二次結像レンズとを含む焦点検出光学系を備えるものがある（特許文献１）。この焦点検出ユニットは、一対の被写体像を受光素子により電気信号（像信号）に変換し、一対の像信号の位相差に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する。
【０００３】
ところで、焦点検出ユニットは、一般にカメラ本体の下部に配置され、撮影光路に設けたサブミラーによって被写体光の一部を反射させて焦点検出ユニットに入射させる。この構成において、焦点検出ユニットへの被写体光の入射光軸と受光素子の光軸の角度を合わせる調整機構、所謂、瞳調整機構のため焦点検出ユニットをカメラ本体に対して角度調整して取り付けるものがある。
【０００４】
例えば、カメラ本体のミラーボックスに設けたボスに対し、コイルばねを介装してビスにより焦点検出ユニットを取り付ける機構が提案されている（特許文献２）。この提案では、ビスの締め付け量に応じて焦点検出ユニットの取付角度の調整がなされ、かつ取付部がコイルばねにより付勢されることで調整角度以外の姿勢変化を生じないため、焦点検出ユニットへの入射光線の入射角の調整に要する工数を低減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平３−２８６９０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２では、ビスのねじ込み量によって瞳調整を行うため、ビスのピッチと調整角度方向に配置されるビスの間隔によって調整敏感度が定まってしまう。つまり、焦点検出ユニットの小型化のためにビスの間隔を狭くすると調整敏感度が上がり、高精度な角度調整と焦点検出ユニットの小型化とが両立しない。そのため、高精度な角度調整を担保するためには焦点検出ユニットが大型化して、撮像装置全体が大型化してしまう問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、撮像装置の大型化を招くことなく、高精度な焦点検出ユニットの角度調整が可能な仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の焦点検出ユニットは、焦点検出用の撮像素子、及び入射した被写体光を前記撮像素子に導光する焦点検出光学系を保持して、撮像装置の装置本体に取り付けられる保持部材を備え、前記保持部材は、前記被写体光の入射光軸に対して略直交する平面である第１の位置規制面、第２の位置規制面、及び第３の位置規制面を有し、撮影画面の長辺方向を第１の方向とし、前記第１の方向に直交し、かつ前記入射光軸と直交する方向を第２の方向とした場合に、前記第２の位置規制面は、前記第１の位置規制面に対して前記第２の方向に離間して配置され、前記第３の位置規制面は、前記第１の位置規制面に対して前記第１の方向に離間して配置され、前記保持部材が取り付けられる第１の取付面と前記第１の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を規制した状態で、前記保持部材が取り付けられる第２の取付面と前記第２の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を前記第２の位置規制面から挿入されて前記第２の取付面に螺合される第１のねじ部材の回転により調整するとともに、前記保持部材が取り付けられる第３の取付面と前記第３の位置規制面との前記入射光軸の方向の間隔を、前記第３の位置規制面から挿入されて前記第３の取付面に螺合される第２のねじ部材の回転により調整するに際し、前記第２の位置規制面及び前記第３の位置規制面の少なくとも一方は、前記第１の位置規制面に対して、前記入射光軸方向に段差を有する異なる位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置の大型化を招くことなく、高精度な焦点検出ユニットの角度調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【図２】ミラーボックス及び焦点検出ユニットを示す斜視図である。
【図３】焦点検出ユニットの分解斜視図である。
【図４】図３に示す焦点検出ユニットを左側から見た分解斜視図である。
【図５】図３に示す焦点検出ユニットを下側から見た分解斜視図である。
【図６】（ａ）は焦点検出ユニットにおける段付きビス及び瞳調整用ビスの中心軸に沿った断面図、（ｂ）は段付きビスを説明するための断面図である。
【図７】（ａ）は焦点検出ユニットを側面から見た図、（ｂ）は保持部材の第１の位置規制面と第２の位置規制面とを段差を設けて配置した状態を模式的に示す図である。
【図８】焦点検出ユニットを段付きビス、及び瞳調整用ビスの軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、カメラ本体２０にレンズ鏡筒３０が着脱可能に装着される。カメラ本体２０には、ミラーユニット４０、光学フィルタ１３、撮像素子１４、ファインダ光学系５０、焦点検出ユニット１００、及びカメラＣＰＵ２１等が設けられる。ここで、カメラ本体２０は、本発明の装置本体の一例に相当する。
【００１４】
ミラーユニット４０は、ミラーボックス２００に対して回転可能に支持されている。ミラーユニット４０は、ハーフミラーからなるメインミラー２と、メインミラー２に対して回転可能に支持されるサブミラー３とを有し、ファインダ観察時に、撮影光路内に進入（ミラーダウン）し、撮影時に、撮影光路から退避（ミラーアップ）する。
【００１５】
ファインダ光学系５０は、ピント板１０、正立像形成用のペンタダハプリズム１１、及び接眼レンズ１２等により構成される。撮像素子１４は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等で構成され、レンズ鏡筒３０の撮影光学系を通過して結像した被写体像を光電変換し、電気信号を出力する。カメラＣＰＵ２１は、カメラにおける各種演算や各種動作の制御を行うコントローラである。
【００１６】
レンズ鏡筒３０は、ミラーボックス２００に設けられる不図示のレンズマウントに対して着脱可能に装着される交換レンズユニットであり、撮影レンズ１、メモリ２２、及びフォーカスモータ２３等を有する。メモリ２２は、レンズ鏡筒３０に関する各種情報を記憶する。撮影レンズ１は、不図示のフォーカスレンズ等とともに撮影光学系を構成する。フォーカスモータ２３は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させて撮影光学系の焦点調節を行う。フォーカスモータ２３は、カメラＣＰＵ２１によってフォーカシング動作が制御される。
【００１７】
次に、焦点検出ユニット１００を用いた撮影光学系の焦点検出について説明する。まず、被写体からの光は、撮影光学系を通過した後、ハーフミラーからなるメインミラー２に入射する。メインミラー２に入射した光の一部は、メインミラー２を透過し、サブミラー３で反射されて焦点検出ユニット１００のフィールドレンズ４に入射する。
【００１８】
フィールドレンズ４は、撮影光学系の一次（予定）結像面又はその近傍の領域に配置されるため、フィールドレンズ４又はその近傍に被写体像が形成される。
【００１９】
フィールドレンズ４は、入射した光（光束）を集光させる。フィールドレンズ４を透過した光束は、赤外カットフィルタ等の光学フィルタ６を通過し、絞り７によってその通過範囲が制限されて二次結像レンズ８に入射する。絞りによる光通過範囲の分割および制限機能により、二次結像レンズ８には、フィールドレンズ４の射出瞳内の２つの領域（瞳分割領域）を通過した光束が入射する。ここで、フィールドレンズ４および二次結像レンズ８は、本発明の焦点検出光学系の一例に相当する。
【００２０】
二次結像レンズ８は、入射した２つの光束を焦点検出用の撮像素子である受光センサ９に再結像させる。これにより、受光センサ９には、上記２つの瞳分割領域からの光束により一対の光学像である被写体像が形成される。受光センサ９は、一対の被写体像を光電変換して一対の像信号（電気信号）を出力する。
【００２１】
カメラＣＰＵ２１は、受光センサ９から出力された一対の像信号に対して相関演算を行うことで、それらの相対的な位置ずれを示す位相差を算出し、該位相差に基づいて撮影光学系の焦点状態（デフォーカス量）を算出する。そして、カメラＣＰＵ２１は、算出したデフォーカス量に基づいて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズの移動量（駆動量）を算出し、その算出結果に応じてフォーカスモータ２３を駆動してフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点調節が行われて合焦状態を得る。
【００２２】
一方、メインミラー２によって反射された光は、撮像素子１４と光学的に共役な位置に配置されたピント板１０に結像し、ピント板１０にて拡散されてこれを透過した光（被写体像）は、ペンタダハプリズム１１によって正立像に変換される。正立像は、接眼レンズ１２によって拡大され、ユーザにより観察される。
【００２３】
カメラＣＰＵ２１は、上述した焦点検出および焦点調節が行われた後、メインミラー２およびサブミラー３を撮影光路外に退避させる。これにより、撮影光学系を通過した被写体光が赤外カットフィルタを含む光学フィルタ１３を介して撮像素子１４に結像し、撮像素子１４は、結像した被写体像を光電変換して電気信号を出力する。カメラＣＰＵ２１は、撮像素子１４から出力された電気信号に基づいて画像を生成し、生成した画像を記録媒体に記録したり、表示装置に表示したりする。
【００２４】
図２は、ミラーボックス２００及び焦点検出ユニット１００を示す斜視図である。図２に示すように、ミラーボックス２００の下部には、焦点検出ユニット１００がビスによって固定される。また、ミラーボックス２００は、焦点検出ユニット１００の他、ファインダ光学系５０、及び撮像素子１４を含む撮像素子ユニット等のカメラの各種構成要素を支持する。
【００２５】
次に、図３乃至図８を参照して、焦点検出ユニット１００をミラーボックス２００に対して角度調整した状態で取り付けて、焦点検出ユニット１００への被写体光の入射光軸と受光センサ９の光軸を合わせる調整機構について説明する。
【００２６】
図３は、焦点検出ユニット１００の分解斜視図である。図４は、図３に示す焦点検出ユニット１００を左側から見た分解斜視図である。図５は、図３に示す焦点検出ユニット１００を下側から見た分解斜視図である。図３及び図４において、Ｘ方向は、撮影画面の長辺方向であり、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交し、かつサブミラー３で反射して導光された被写体光の入射光軸と直交する方向である。ここで、Ｘ方向は、本発明の第１の方向の一例に相当し、Ｙ方向は、本発明の第２の方向の一例に相当する。
【００２７】
図３乃至図５に示すように、焦点検出ユニット１００は、固定部材１０１及び保持部材１０２を有する。保持部材１０２は、焦点検出光学系を構成するフィールドレンズ４および二次結像レンズ８をはじめとする各部材を保持する。固定部材１０１には、保持部材１０２が固定され、固定部材１０１は、保持部材１０２の位置及び角度を調整した状態でミラーボックス２００に取り付けられる。
【００２８】
図３及び図４に示すように、保持部材１０２の下側部のＸ方向の両側には、固定部材１０１に対して位置及び角度を調整するための突起部１０２ａ〜１０２ｃが設けられている。突起部１０２ａ，１０２ｂは、Ｘ方向の一側に配置され、突起部１０２ｃは、Ｘ方向の他側に配置される。また、突起部１０２ａ，１０２ｂは、互いにＹ方向に離間して配置される。
【００２９】
突起部１０２ａの裏面、即ち、固定部材１０１と反対側の面には、段付きビス１０４０の頭部が接触する位置規制面１０８０が設けられ、突起部１０２ｂの裏面には、瞳調整用ビス１０４１の頭部が接触する位置規制面１０８１が設けられている。また、突起部１０２ｃの裏面には、瞳調整用ビス１０４２の頭部が接触する位置規制面１０８２が設けられている。位置規制面１０８１〜１０８２は、いずれも入射光軸に対して略直交する平面とされている。
【００３０】
ここで、位置規制面１０８０は、本発明の第１の位置規制面の一例に相当し、位置規制面１０８１は、本発明の第２の位置規制面の一例に相当する。また、位置規制面１０８２は、本発明の第３の位置規制面の一例に相当する。突起部１０２ａ〜１０２ｃの表面、即ち、固定部材１０１側の面は、それぞれ圧縮コイルばね１０５が接触する被付勢面１０６０〜１０６２とされている。
【００３１】
固定部材１０１には、図５に示すように、保持部材１０２の被付勢面１０６０〜１０６２にそれぞれ対向する取付面１０７０〜１０７２が設けられる。そして、段付きビス１０４０は、取付面１０７０に螺合されて位置規制面１０８０と取付面１０７０との入射光軸方向の間隔を規制する。また、瞳調整用ビス１０４１，１０４２は、それぞれ取付面１０７１，１０７２に螺合されて、回転により位置規制面１０８１，１０８２と取付面１０７１，１０７２との入射光軸方向の間隔を調整する。
【００３２】
ここで、瞳調整用ビス１０４１は、本発明の第１のねじ部材の一例に相当し、瞳調整用ビス１０４２は、本発明の第２のねじ部材の一例に相当する。また、取付面１０７０は、本発明の第１の取付面の一例に相当し、取付面１０７１は、本発明の第２の取付面の一例に相当し、取付面１０７２は、本発明の第３の取付面の一例に相当する。
【００３３】
パッケージ１１０内には、受光センサ９が設けられており、受光センサ９は、前述したように、一対の被写体像を光電変換して一対の像信号（電気信号）を出力する。圧縮コイルばね１０５は、保持部材１０２の被付勢面１０６０〜１０６２と固定部材１０１の取付面１０７０〜１０７２との間にそれぞれ段付きビス１０４０及び瞳調整用ビス１０４１，１０４２に外挿された状態で配置される。圧縮コイルばね１０５は、被付勢面１０６０〜１０６２と取付面１０７０〜１０７２との間隔を広げる方向に付勢力を発生する。ここで、圧縮コイルばね１０５は、本発明の付勢手段の一例に相当する。
【００３４】
図６（ａ）は、焦点検出ユニット１００における段付きビス１０４０及び瞳調整用ビス１０４１の中心軸に沿った断面図である。図６（ａ）に示すように、被付勢面１０６０と位置規制面１０８０との間には、段付きビス１０４０が挿入されるビス挿入穴１０９０が形成されている。また、被付勢面１０６１，１０６２と位置規制面１０８１，１０８２との間には、瞳調整用ビス１０４１，１０４２が挿入されるビス挿入穴１０９１，１０９２がそれぞれ貫通して形成されている。
【００３５】
図６（ｂ）は、段付きビス１０４０を説明するための断面図である。図６（ｂ）に示すように、段付きビス１０４０は、ねじ部１０４０ａの径よりもビス挿入穴１０９０を貫通する軸部１０４０ｃの径が大きく、ねじ部１０４０ａと軸部１０４０ｃとの間には、段差面１０４０ｂが形成されている。この段差面１０４０ｂが固定部材１０１の取付面１０７０に突き当たることで、段付きビス１０４０は、一定以上の締め込みが出来なくなっている。
【００３６】
これにより、段付きビス１０４０の突き当て位置で保持部材１０２の固定部材１０１に対する入射光軸方向の位置が規制され、焦点検出光学系を適切な位置に位置決めすることができる。このため、焦点検出光学系の位置調整精度の向上、及び調整時間の短縮が可能となる。なお、段付きビス１０４０に代えて、段差面１０４０ｂの位置にＥリング等を設けたビスを用いてもよい。
【００３７】
圧縮コイルばね１０５が介されていることで、位置規制面１０８１と取付面１０７１との間隔、及び位置規制面１０８２と取付面１０７２との間隔は、それぞれ瞳調整用ビス１０４１，１０４２の締め込みによって調整し一意に規制することが可能である。これにより、瞳調整用ビス１０４１，１０４２を締め込む又は緩めることで、段付きビス１０４０によって規制された位置を基準として、保持部材１０２の固定部材１０１に対する取付角度を調整することができる。
【００３８】
そして、保持部材１０２の取付角度の調整後、固定部材１０１は、取付ビス１０３ａ〜１０３ｃによりミラーボックス２００に取り付けられる。なお、取付面１０７０，１０７１，１０７２を固定部材１０１に設けず、ミラーボックス２００に直接設けて、ミラーボックス２００に対して保持部材１０２の角度及び位置の調整を行っても良い。このようにすると、固定部材１０１を介して保持部材１０２をミラーボックス２００に取り付ける場合に比べて、保持部材１０２の取付位置や角度の誤差を防ぐことができ、より高精度な調整が可能となる。
【００３９】
図７（ａ）は、焦点検出ユニット１００を側面から見た図である。図７（ａ）に示すように、保持部材１０２の位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とは、同一面ではなく、入射光軸方向に段差Ｂを有する異なる位置に配置されている。
【００４０】
図７（ｂ）は、保持部材１０２の位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを段差Ｂを設けて配置した状態を模式的に示す図である。なお、図７（ｂ）において、破線部は、保持部材１０２の位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを段差Ｂを設けず、同一面に配置した状態を示す。
【００４１】
図７（ｂ）において、位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを同一面に配置した場合の瞳調整用ビス１０４１の調整長さ（軸方向移動量）ｄに対する保持部材１０２の回転角度をｂとする。また、位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを段差Ｂを設けて配置した場合の調整長さｄに対する保持部材１０２の回転角度をａとする。図から明らかなように、位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを同一面に配置した場合の保持部材１０２の回転角度ｂは、位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを段差Ｂを設けて配置した場合の保持部材１０２の回転角度ａに比べて大きくなる。
【００４２】
つまり、位置規制面１０８０と位置規制面１０８１とを段差Ｂを設けて配置することで、保持部材１０２の角度調整のために光軸方向に瞳調整用ビス１０４１を締め込み又は緩めた際、保持部材１０２の回転角度を小さくすることが出来る。これにより、焦点検出ユニット１００のＹ方向の寸法を大きくすることなく調整敏感度を下げることが可能となり、カメラの大型化を招くことなく高精度な焦点検出ユニット１００の角度調整を実現することができる。
【００４３】
図８は、焦点検出ユニット１００を段付きビス１０４０及び瞳調整用ビス１０４１，１０４２の軸方向から見た図である。図８において、段付きビス１０４０と瞳調整用ビス１０４２とを結ぶ線Ｅは、撮影画面の長辺方向であるＸ方向と略平行となるように配置されている。また、段付きビス１０４０と瞳調整用ビス１０４１とを結ぶ線Ｄは、Ｘ方向と直交し、かつ入射光軸と直交するＹ方向と略平行となるように配置されている。
【００４４】
これにより、瞳調整用ビス１０４１の締め付けによって、保持部材１０２は、位置規制面１０８０と段付きビス１０４０の中心軸の交点を通りＸ方向と略平行な回転軸を中心に回転して角度調整される。
【００４５】
また、瞳調整用ビス１０４２の締め付けによって、保持部材１０２は、位置規制面１０８０と段付きビス１０４０の中心軸の交点を通りＹ方向と略平行な回転軸を中心に回転して角度調整される。これらの回転軸は直交しているため、瞳調整用ビス１０４１による瞳調整と瞳調整用ビス１０４２による瞳調整は、各々の方向に対して独立に調整することが可能となり、この結果、調整効率が向上し調整時間を短縮することが可能となる。
【００４６】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
４  フィールドレンズ
８  二次結像レンズ
９  受光センサ
２０  カメラ本体
１００  焦点検出ユニット
１０１  固定部材
１０２  保持部材
１０５  圧縮コイルばね
２００  ミラーボックス
１０４０  段付きビス
１０４１，１０４２  瞳調整用ビス
１０７０〜１０７２  取付面
１０８０〜１０８２  位置規制面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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