(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズからの光束を透過する主ミラーと、該主ミラーの後方に位置して光束を反射する曲面ミラーと、該曲面ミラーで反射した光束を受光する焦点検出手段とを備えた焦点検出機能を有するカメラにおいて、前記主ミラーを主ミラー用回動軸を介して退避可能にミラーボックスに取り付け、前記主ミラーを主ミラー付勢手段により前記主ミラー用回動軸に沿ってその軸方向に付勢して前記ミラーボックスに対して片寄せし、前記曲面ミラーを曲面ミラー用回動軸を介して前記主ミラーに取り付け、前記曲面ミラーを前記主ミラーの付勢方向と逆方向に曲面ミラー付勢手段により前記曲面ミラー用回動軸に沿ってその軸方向に付勢することを特徴とする焦点検出機能を有するカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一眼レフレックスカメラにおいて、特に曲面ミラーを介して焦点検出光束を導く焦点検出機能を有するカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、焦点検出に曲面ミラーを使ったカメラが特開平４−９８２３６号公報等で知られており、このような構成とすることによって焦点検出エリアを拡大することが可能となり、自動焦点カメラの利便性を著しく向上している。
【０００３】
曲面ミラーの機能に関し、位相差検出方式を用いるエリア測距型のＡＦ（オートフォーカス）カメラにおいては、対となって投影される二次結像面上の物体像は二次元的に大きくなるためにセンサが大型化する。従って、Ｚ型光学系を採用して近軸的結像面からエリアセンサまでの光路長を長くし、その中で二次結像系レンズとエリアセンサの距離を極力短くすることによって、エリアセンサへの二次結像倍率を小さくしている。
【０００４】
通常では、焦点検出光束が対物レンズの射出瞳上の所定範囲に入るように、フィールドレンズが近軸的結像面近傍に配置されるが、Ｚ型光学系を用いた場合にはフィールドレンズを近軸的結像面近傍に配置することができないので、サブミラーを曲面ミラーとすることによってフィールドレンズの機能を持たせるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、曲面ミラーの回動軸方向の位置を高精度に規制することができないために、次のような問題点がある。
【０００６】
(1) 撮影レンズの光軸に対する曲面ミラーの中心のずれにより、位相差検出方式の焦点検出手段において、比較すべき一対の物体像の照度分布が崩れて、焦点検出出力に多大な悪影響を及ぼし、更には焦点検出光束が撮影レンズでけられる場合がある。
【０００７】
(2) また、焦点検出視野位置の撮影レンズの光軸に対するずれが発生する。
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、広視野かつ高精度で、焦点検出視野のずれのない焦点検出機能を有するカメラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る焦点検出機能を有するカメラは、撮影レンズからの光束を透過する主ミラーと、該主ミラーの後方に位置して光束を反射する曲面ミラーと、該曲面ミラーで反射した光束を受光する焦点検出手段とを備えた焦点検出機能を有するカメラにおいて、前記主ミラーを主ミラー用回動軸を介して退避可能にミラーボックスに取り付け、前記主ミラーを主ミラー付勢手段により前記主ミラー用回動軸に沿ってその軸方向に付勢して前記ミラーボックスに対して片寄せし、前記曲面ミラーを曲面ミラー用回動軸を介して前記主ミラーに取り付け、前記曲面ミラーを前記主ミラーの付勢方向と逆方向に曲面ミラー付勢手段により前記曲面ミラー用回動軸に沿ってその軸方向に付勢することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の焦点検出機能を有するカメラの構成図、図２は焦点検出手段の拡大構成図を示している。対物レンズ１の光軸O1上には半透過性の主ミラー２、第１の反射鏡３、撮像面のフィルム４が配列され、主ミラー２の反射方向には、焦点板５、ペンタプリズム６、接眼レンズ７が順次に配列されている。
【００１０】
集光性の凹面鏡や楕円面鏡等から成る第１の反射鏡３は、対物レンズ１の像面側に光軸O1上に対して斜めに配置されており、第１の反射鏡３の反射方向には、第２の反射鏡８、赤外カットフィルタ９、２つの開口１０ａ、１０ｂを有する絞り１０、この絞り１０の２つの開口１０ａ、１０ｂに対応する２つのレンズ１１ａ、１１ｂを有する二次結像光学系１１、第３の反射鏡１２、２つのエリアセンサ１３ａ、１３ｂを有する受光手段である光電変換素子１３が順次に配列されている。
【００１１】
また、第１の反射鏡３は集光性の曲率を有し、絞り１０の２つの開口１０ａ、１０ｂを対物レンズ１の射出瞳１ａ付近に投影するようにしている。更に、第１の反射鏡３には必要な領域のみが光を反射するように、アルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されており、焦点検出を行う範囲を制限する規制手段である視野マスクの働きを兼ねている。他の反射鏡８、１２においても、光電変換素子１３上に入射する迷光を減少させるために、必要最小限領域のみが光反射用として金属膜が蒸着されている。また、各反射鏡３、８、１２は反射面として機能しない領城には光吸収性の塗料等を塗布したり、遮光部材を近接して設ける等の規制手段が施されている。
【００１２】
図３は絞り１０の正面図を示し、絞り１０は横長の２つの開口１０ａ、１０ｂを開口幅の狭い撮影範囲の上下方向に並べた構成となっている。図中で点線で示しているのは、絞り１０の開口１０ａ、１０ｂに対応して、その後方に配置されている二次結像光学系１１の各レンズ１１ａ、１１ｂである。図４は光電変換素子１３の正面図を示し、二次元的に複数の画素を配列した２つのエリアセンサ１３ａ、１３ｂが並べられている。
【００１３】
このような構成において、対物レンズ１による被写体像は主ミラー２を介して結像し、撮影者は焦点板５上の被写体像を観察する。図２において、対物レンズ１からの２つの光束La、Lbは主ミラー２を透過後に、第１の反射鏡３によりほぼ主ミラー２の傾きに沿った方向に反射され、第１の反射鏡３によるフィルム４と共役な近軸的結像面Ｐに被写体像が結像する。即ち、近軸的結像面Ｐ上にはフィルム４に形成される被写体像が縮小結像されることになる。
【００１４】
近軸的結像面Ｐに形成された被写体像からの光束は、第２の反射鏡８により反射されて再び方向を変えた後に、赤外カットフィルタ９、絞り１０の２つの開口１０ａ、１０ｂを経て、二次結像光学系１１の各レンズ１１ａ、１１ｂにより集光し、第３の反射鏡１２を介して光電変換素子１３のエリアセンサ１３ａ、１３ｂ上にそれぞれ到達する。
【００１５】
光束La、Lbはフィルム４の中央に結像する光束を示し、他の位置に結像する光束も同様の経路を経て光電変換素子１３に達し、全体としてフィルム４上の撮影範囲中の所定の二次元領域に対応する光電変換素子１３の各エリアセンサ１３ａ、１３ｂに、被写体像に関する２つの光量分布が形成される。
【００１６】
第１の反射鏡３は二次曲線を軸回りに回転して形成される曲面の一部から構成されており、特に回転楕円面が好適に用いられる。図２において、第１の反射鏡３の表面形状は点を頂点Ａとする楕円Ｂを軸Ｃの回りに回転して形成される回転楕円面の一部から成り、その焦点は第２の反射鏡８による絞り１０の中心像と共役な位置Ｄ付近と、主ミラー２を透過後の光軸Ｅの延長上の図示しない点付近に設定されている。
【００１７】
そして、光軸Ｅの延長上の点が対物レンズ１の射出瞳位置、種々の対物レンズ１を交換して用いる場合にはそれらの平均的な射出瞳位置の付近にあるようにして、対物レンズ１の射出瞳位置と二次結像光学系１１の入射位置がほぼ結像するようにしている。これによって、第１の反射鏡３は理想的なフィールドレンズとしての機能を果たすようにされているが、図２に示すように第１の反射鏡３として光学的に使用しているのは、回転楕円面の回転軸Ｃ及び頂点Ａを含まない領域である。
【００１８】
このようにして得られた被写体像に関する２つの光量分布に対して、従来の像ずれ方式の焦点検出方法と同様の原理に基づき、分離方向即ち２つのエリアセンサ１３ａ、１３ｂの上下方向の相対的位置関係をエリアセンサ１３ａ、１３ｂの任意の複数素子から成る各位置で算出することにより、対物レンズ１の焦点状態を二次元的に撮影範囲内の上下左右の任意の領域及び複数の連続した領域で検出することが可能となる。なお、第１の反射鏡３は撮影に際しては、主ミラー２と共に撮影光路外に退避している。
【００１９】
また、第１の反射鏡３は集光性を有する凹面鏡や楕円面鏡から構成されているために、平面鏡と異なり第１の反射鏡３の中心位置が対物レンズ１の光軸O1に対してずれないように位置合わせする必要がある。
【００２０】
図５はミラーユニットの正面図、図６は側面図を示し、主ミラー２には４個所にヒンジ軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設けられており、主ミラー２はヒンジ軸２ａ、２ｂによりミラーボックス３０に支持されている。また、第１の反射鏡３は支持部材を介してヒンジ軸２ｃ、２ｄにより主ミラー２に支持されている。主ミラー２は圧縮コイルばねから成る主ミラー付勢ばね３１によってヒンジ軸２ａ、２ｂの軸方向に片寄せされ、第１の反射鏡３は圧縮コイルばねから成る反射鏡付勢ばね３２によってヒンジ軸２ｃ、２ｄの軸方向に片寄せされている。また、主ミラー２、第１の反射鏡３の回動方向の作動に対して極力負荷が少なくなるように、各付勢ばね３１、３２はそれぞれヒンジ軸２ａ、２ｄに取り付けられており、主ミラー２及び第１の反射鏡３にはそれぞれ角度調整ピン３３及び３４が設けられている。
【００２１】
撮影時には、第１の反射鏡３は撮影時には主ミラー２と共に上方の撮影光路外に退避し、撮影終了後は次の撮影のための測距及び測光等が可能なように撮影前の位置に戻る。主ミラー付勢ばね３１が主ミラー２を矢印Ｆの方向に付勢することにより、主ミラー２の当接部２ｅがミラーボックス３０の当接部３０ａに当接してヒンジ軸２ａ、２ｂ方向の位置が規制されている。また、反射鏡付勢ばね３２が第１の反射鏡３を矢印Ｇの方向に付勢することにより、第１の反射鏡３の当接部３ａが主ミラー２の当接部に当接して、ヒンジ軸２ｃ、２ｄ方向の位置が規制されている。
【００２２】
このようにして、ミラーボックス３０に対して第１の反射鏡３のヒンジ軸２ｃ、２ｄ方向の位置が規制されて、対物レンズ１の光軸O1に対して第１の反射鏡３のヒンジ軸２ｃ、２ｄ方向の中心位置が合う。また、第１の反射鏡３の上下、前後方向の位置精度は、各ヒンジ軸２ａ〜２ｄとヒンジ軸受孔との嵌合精度で十分であり、角度については角度調整ピン３３、３４を調整して精度を向上させている。
【００２３】
このようにして、各付勢ばね３１、３２によって常に主ミラー２、第１反射鏡３をヒンジ軸２ａ〜２ｄ方向に付勢しているので、撮影毎に主ミラー２、第１の反射鏡３が回動を繰り返しても精度良く安定して動作する。
【００２４】
この結果、第１の反射鏡３のヒンジ軸２ｃ、２ｄ方向の位置を高精度に位置規制して、位相差検出方式の焦点検出手段において、比較すべき一対の物体像の照度分布が崩れることを防止することができる。また、焦点検出光束が対物レンズ１でけられることがないので、広視野かつ高精度な焦点検出機能を有するカメラを実現することでき、更に焦点検出視野位置の対物レンズ１の光軸に対するずれがなくなるので、焦点検出視野のずれのないカメラを実現することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る焦点検出機能を有するカメラは、曲面ミラーを回動軸方向に付勢する付勢手段を設けることにより、曲面ミラーの回動軸方向の位置を高精度に位置規制することができ、位相差検出方式の焦点検出に大切な比較すべき一対の物体像の照度分布の崩れをなくし、焦点検出光束が撮影レンズでけられることを防止し、焦点検出視野のずれがない広視野かつ高精度な焦点検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成図である。
【図２】焦点検出手段の部分拡大構成図である。
【図３】絞り及び二次結像光学系の正面図である。
【図４】光電変換素子の正面図である。
【図５】ミラーユニットの正面図である。
【図６】ミラーユニットの側面図である。
【符号の説明】
１  対物レンズ
２  主ミラー
３  第１の反射鏡
４  フィルム
５  焦点板
６  ペンタプリズム
７  接眼レンズ
８  第２の反射鏡
９  赤外カットフィルタ
１０  絞り
１１  二次結像光学系
１２  第３の反射鏡
１３  光電変換素子
３０  ミラーボックス
３１  主ミラー付勢ばね
３２  反射鏡付勢ばね
３３、３４  角度調節ピン
【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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