JP2012098701A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの大型化を招くことなく焦点検出光学系のフィールドレンズへの異物の付着を抑制する。
【解決手段】カメラは、撮影光学系１の一次結像領域に配置されたフィールドレンズ４と、該フィールドレンズを保持し、導電性を有するレンズ保持部材１０２と、レンズ保持部材に電気的に接続された導電部材１０１と、フィールドレンズからの光に複数の光学像を形成させる二次結像レンズと、該複数の光学像を電気信号に変換する受光素子と、電気信号を用いて撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、導電性を有するカメラ筐体２００とを有する。フィールドレンズの入射面に透光性および導電性を有するコーティングが設けられており、該コーティングは、導電部材とレンズ保持部材とを介してカメラ筐体に電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一眼レフカメラ等の焦点検出装置を備えたカメラに関し、特に焦点検出装置の光学系に含まれるフィールドレンズに異物が付着することを防止する機能を有するカメラに関する。

一眼レフカメラには、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置が搭載されている。該焦点検出装置は、撮影光学系からの光を２つの光束に分割するフィールドレンズと、該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ている（例えば、特許文献１参照）。焦点検出装置は、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、該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。

フィールドレンズは、撮影光学系の一次結像面又はその近傍に配置され、かつ交換可能な撮影光学系（交換レンズ）が装着されるマウントを通して外界に対して露出する。マウントを通してカメラ内部に侵入した異物がフィールドレンズのレンズ面（入射面）に付着すると、受光素子上に該異物の像が被写体像に重なって映り込む。この結果、正常な像信号が得られず、焦点検出精度の低下をもたらす。

特許文献２には、焦点検出光学系に含まれる光学素子（光学フィルタ）とブラシとを相対移動させることにより、該光学素子に付着した異物が取り除かれるようにしたカメラが開示されている。

特公平３−２８６９０号公報 特許第２７５７３８７号公報

しかしながら、特許文献２にて開示されているように、光学素子とブラシとを相対移動させて光学素子に付着した異物を除去する構成を採用すると、ブラシ自体や光学素子又はブラシを駆動するための機構を配置するためのスペースを確保する必要がある。これにより、カメラが大型化する。

本発明は、カメラの大型化を招くことなく焦点検出光学系のフィールドレンズへの異物の付着を抑制することができるようにしたカメラを提供する。

本発明の一側面としてのカメラは、撮影光学系の一次結像領域に配置されたフィールドレンズと、該フィールドレンズを保持し、導電性を有するレンズ保持部材と、レンズ保持部材に電気的に接続された導電部材と、フィールドレンズからの光に複数の光学像を形成させる二次結像レンズと、該複数の光学像を電気信号に変換する受光素子と、電気信号を用いて撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、導電性を有するカメラ筐体とを有する。フィールドレンズの入射面に透光性および導電性を有するコーティングが設けられており、該コーティングは、導電部材とレンズ保持部材とを介してカメラ筐体に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、フィールドレンズの入射面に導電性のコーティングを設け、該コーティングをカメラ筐体（グランド）に電気的に接続することにより、該入射面から静電気（電荷）を除去することができる。これにより、ブラシやこれを駆動するための機構を設けてカメラを大型化することなく、フィールドレンズの入射面への塵埃等の異物の付着を抑制することができ、該異物の付着に起因する焦点検出精度の低下を回避することができる。

本発明の実施例１である一眼レフカメラの構成を示す図。 実施例１のカメラに搭載された焦点検出ユニットの分解斜視図。 上記焦点検出ユニットに用いられているフィールドレンズの側面図。 上記フィールドレンズの光学有効範囲と導電部材との接触箇所を示す図。 上記フィールドレンズにおけるコーティング範囲を示す正面図。 上記焦点検出ユニットに設けられた視野マスクの正面図。 ミラーボックスと上記焦点検出ユニットの分解斜視図。 本発明の実施例２である一眼レフカメラに搭載された焦点検出ユニットの分解斜視図。 実施例２におけるフィールドレンズのコーティング範囲を示す正面図。 実施例２におけるフィールドレンズと導電部材との接触箇所を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例である一眼レフカメラの構成を示している。図１において、２００はカメラ筐体としてのミラーボックスである。３００は該ミラーボックス２００に固定されたマウント（図示せず）に対して着脱可能な交換レンズである。交換レンズ３００は、撮影レンズ（撮影光学系）１を収容している。

カメラにおいて、２はクイックリターンミラーであり、３はサブミラーである。１００は焦点検出ユニットである。

１０はピント板であり、１１は正立像形成用のペンタダハプリズムである。１２は接眼レンズである。ピント板１０、ペンタダハプリズム１１および接眼レンズ１２によりファインダ光学系が構成される。

１４は撮影レンズ１により形成された被写体像を光電変換して画像を生成するため撮像素子で、電気信号を出力するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される。２１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（制御手段）としてのカメラＣＰＵである。１００は
交換レンズ３００において、２２は交換レンズ３００に関する各種情報を記憶しているメモリである。２３は撮影レンズ１に含まれるフォーカスレンズ（図示せず）を光軸方向に移動させて撮影レンズ１の焦点調節を行わせるフォーカスモータである。フォーカスモータ２３は、カメラＣＰＵ２１によってその動作（つまりはフォーカシング）が制御される。

図７には、ミラーボックス２００と焦点検出ユニット１００との取り付け関係を示している。詳細については後述するが、ミラーボックス２００の下部には、焦点検出ユニット１００が導電性を有するビスによって機械的に結合されるとともに、電気的に接続されている。また、ミラーボックス２００は、焦点検出ユニット１００の他、ファインダ光学系や、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している。

そして、ミラーボックス２００は、ＣＰＵ２１等の電気部品が搭載された基板のグランド配線に電気的に接続されており、カメラ全体の電気的なグランドを構成する。このため、ミラーボックス２００は、金属あるいはカーボン入りプラスチック等の導電性を有し、かつ剛性が高い材質で形成されている。

次に、焦点検出ユニット１００を用いた撮影レンズ１の焦点状態の検出（焦点検出）について説明する。被写体からの光は、撮影レンズ１を通過した後、ハーフミラーより構成されたクイックリターンミラー２に入射する。クイックリターンミラー２に入射した光の一部は該クイックリターンミラー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。

フィールドレンズ４は、撮影レンズ１の一次結像領域（すなわち、一次（予定）結像面又はその近傍の領域）に配置される。このため、フィールドレンズ４上又はその近傍に被写体像が形成される。また、フィールドレンズ４の入射面（レンズ面）は、交換レンズ３００がカメラのマウントから取り外された状態において、該マウントの開口を通じて外界に露出する。このため、フィールドレンズ４の入射面には、塵埃等の異物が付着し易い。

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、撮影レンズ１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。フィールドレンズ４および二次結像レンズ８により焦点検出光学系が構成される。

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受光素子である受光センサ９上に再結像させる。これにより、受光センサ９上には、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、該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。

カメラＣＰＵ（焦点検出部）２１は、該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レンズ１の焦点状態（デフォーカス量）を算出（検出）する。そして、カメラＣＰＵ２１は、デフォーカス量に基づいて、合焦状態を得るためにフォーカスレンズを移動させるべき量（つまりは、フォーカスモータ２３の駆動量）を算出する。そして、カメラＣＰＵ２１は、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とにより焦点調節を行わせて合焦状態を得る。

一方、クイックリターンミラー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上に結像する。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。

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、クイックリターンミラー２およびサブミラー３を撮影レンズ１からの光路外に退避させる。これにより、撮影レンズ１からの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に到達し、該撮像素子１４上に被写体像を形成する。撮像素子１４は該被写体像を光電変換し、カメラＣＰＵ２１は撮像素子１４からの電気信号に基づいて画像を生成し、これを記録媒体に記録する。

次に、焦点検出ユニット１００の構成について図２〜図６を用いてさらに詳細に説明する。まず、図２は焦点検出ユニット１００を分解して示している。図２において、１０１は導電部材である視野マスクであり、４は前述したフィールドレンズであり、１０２はフィールドレンズ保持部材である。

フィールドレンズ４には、視野マスク１０１を通過した光が入射する。視野マスク１０１は、受光センサ９に不要な光、すなわち一対の被写体像を形成する光以外の光が入射しないように光通過範囲を制限するマスク機能（絞り機能）を有する。

図３にフィールドレンズ４を光軸方向に対して直交する方向から見て示すように、フィールドレンズ４は、複数（本実施例では３つ）のレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。３つのレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃは、撮影レンズ１を通して被写体像を形成できる撮影範囲のうち互いに異なる３つの焦点検出領域に対応するように設けられている。つまり、１つの焦点検出領域からの光が、レンズ面４ａ，４ｂ，４ｃのうち１つと絞り７を通って二次結像レンズ８に入射し、焦点検出領域に含まれる被写体の一対の光学像（被写体像）を受光センサ９上に形成する。

撮影レンズ１からの光（サブミラー３で反射された光）は、図３中の上方から３つのレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃに入射する。このため、レンズ面４ａ，４ｂ，４ｃはフィールドレンズ４の入射面である。

図４において、ハッチングして示した領域４ｄ，４ｅ，４ｆは、レンズ面４ａ，４ｂ，４ｃのうち焦点検出において有効な光束が通過する領域である光学有効領域を示している。図５においてハッチングして示した領域４ｉは、レンズ面４ａ，４ｂ，４ｃ上にコーティングが施されたコーティング領域を示している。

コーティング領域には、例えばＳｉＯ_２やＴｉＯ_２といった金属の酸化物を主成分とする薄膜層によって形成された、透光性と導電性を有するコーティングが施されている。コーティングは、反射防止機能を有し、これにより各レンズ面での反射によるゴーストの発生をより低減できる。また、コーティングによりフィールドレンズ表面に導電性が生じる（フィールドレンズの表面抵抗が低下し、表面の電荷がより容易に移動するようになる）。ここでは、一般的には透光性を向上させるためのＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等のコーティングによる導電性向上を例として説明したが、例えばＩＴＯ膜のような、より積極的に導電性を付加するためのコーティングを施してもよい。また、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの膜の上に、フッ素等のコーティングを施して、導電性と透光性を維持しながら、更に異物付着防止機能を有する構成としてもよい。すなわち、コーティングは、反射防止機能と異物付着防止機能のうち少なくとも一方を有していてもよい。

図４においてハッチングして示した領域４ｇ，４ｈは、コーティングが、図２に示す導電部材としての視野マスク１０１と接触して電気的に接続される接続部を示している。図５に示すコーティング領域４ｉと図４に示す光学有効領域４ｄ，４ｅ，４ｆとを比較すると分かるように、コーティングはレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃのうち光学有効領域４ｄ，４ｅ，４ｆだけでなくその外側にも施されている。接続部４ｇ，４ｈは、コーティング領域４ｉのうち光学有効領域４ｄ，４ｅ，４ｆの外側の領域に設けられている。このため、接続部４ｇ，４ｈが、光学有効領域４ｄ，４ｅ，４ｆによる被写体像の形成に影響することはない。

ここでは、接続部４ｇ，４ｈがレンズ面４ａ，４ｃに設けられている場合を例として説明したが、この構成に限らず、接続部４ｇ，４ｈは、光学有効領域と連続的に繋がったコーティング範囲内で、かつ光学有効領域の外側であればよい。

また、図３に示すように、フィールドレンズ４は、３つレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃの境界部分を滑らかな傾斜面（光軸方向に沿った垂直面に対して傾斜した面）によって繋いだ形状を有する。具体的には、傾斜面４ｍにより、レンズ面４ａとレンズ面４ｂとを滑らかに繋いでいる。また、傾斜面４ｎにより、レンズ面４ｂとレンズ面４ｃとを滑らかに繋いでいる。このような形状により、フィールドレンズ４上に施されたコーティングが３つのレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃの境界部分で途切れないので、該３つのレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃ上のコーティングを一体的に電気的に接続することができる。したがって、３つのレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃ上のコーティングの全体を同電位に保つことが可能になる。

図６には、視野マスク１０１を光軸方向から見て示している。視野マスク１０１は、鉄等の導電性を有する材料によって製作されている。

図６においてハッチングして示した領域１０１ｇ，１０１ｈは、視野マスク１０１のうちフィールドレンズ４（コーティング）上の接続部４ｇ，４ｈに接触する領域を示している。実際には、領域１０１ｇ，１０１ｈの裏面がそれぞれ、接続部４ｇ，４ｈに接触する。

また、ハッチングして示した領域１０１ａ，１０１ｂは、視野マスク１０１のうちフィールドレンズ保持部材１０２に接触する領域を示している。実際には、領域１０１ａ，１０１ｂの裏面がフィールドレンズ保持部材１０２に接触する。

視野マスク１０１のうち、領域１０１ｇ，１０１ｈ（裏面）と領域１０１ａ，１０１ｂ（裏面）を除いた領域には、遮光および反射防止のための（導電性を有しない）つや消し黒塗装が施されている。塗料が導電性を有していれば、領域１０１ｇ，１０１ｈ（裏面）と領域１０１ａ，１０１ｂ（裏面）を含めた視野マスク１０１の全体につや消し黒塗装を施してもよい。

図２に示すフィールドレンズ保持部材１０２は、焦点検出ユニット１００の筐体を構成し、フィールドレンズ４および二次結像レンズ８等の焦点検出ユニット１００の構成要素を保持する。フィールドレンズ保持部材１０２は、導電性樹脂等の導電性を有する材料によって製作された部材である。フィールド保持部材１０２は、導電性を有するビス１０３ａ，１０３ｂによって、ミラーボックス２００と機械的に結合されるとともに、電気的に接続される。

以上の構成により、フィールドレンズ４のレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃ上に形成された導電性を有するコーティングが、導電部材である視野マスク１０１と導電性を有するフィールドレンズ保持部材１０２を介して、グランドを構成するミラーボックス２００に電気的に接続される。これにより、フィールドレンズ４のレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃに静電気（電荷）が蓄積されて塵埃等の異物が付着することを抑制でき、異物の像が受光センサ９上に形成されることによる焦点検出精度の低下を回避することができる。

また、コーティング範囲を複雑な構成とせず、ほぼ１面に対してコーティングを施すだけで、視野マスクを介して、ミラーボックス２００と電気的にグランド接続される。これにより、コーティングをより安価に実施することができる。また、フィールドレンズのエッジ部でコーティングが途切れることがなく、より安定してミラーボックス２００とグランド接続できる。

しかも、コーティングとミラーボックス２００とを電気的に接続する導電部材として、従来も用いられていた視野マスクとレンズ保持部材に導電性を持たせた部材を用いている。これにより、ブラシやこれを駆動するための機構、さらには新たな導電部材や駆動機構を導入することなく、レンズ面４ａ，４ｂ，４ｃへの異物の付着を抑制することができ、カメラを大型化することなく、異物による焦点検出精度の低下を回避することができる。

なお、上記実施例のようにフィールドレンズ４のレンズ面４ａ，４ｂ，４ｃの境界部分を滑らかな斜面で繋ぐ代わりに、境界部分の段差を覆うコーティングの厚みを厚くすることによってレンズ面間でのコーティングの途切れを無くするようにしてもよい。

また、フィールドレンズは、上記実施例のように３つのレンズ面ではなく、１つや２つ又は４つ以上のレンズ面を有していてもよい。

以下、本発明の実施例２について図８〜１０を参照しながら説明する。実施例１では、フィールドレンズとレンズ保持部材とを電気的に接続する導電部材が視野マスクである構成について説明したが、本実施例では、導電部材が視野マスクの機能を有していない、導電性テープ等の部材によって構成される場合について説明する。他の構成は実施例１と同様であるため、説明を省略する。

図８には、本実施例における焦点検出ユニット１００を分解して示している。１０４は導電部材としての導電テープである。導電テープ１０４は導電性を有すると共に、粘着面を有している。該粘着面は、フィールドレンズ４のコーティング部とフィールドレンズ保持部材１０２の両方に固着される。導電テープ１０４により、フィールドレンズ４とフィールドレンズ保持部材１０２とが電気的に接続される。

図９においてハッチングして示した領域４ｊは、コーティングが施されたコーティング領域を示している。フィールドレンズ４の構成は、実施例１とはコーティング領域のみが異なる。コーティングの材質や特性は実施例１と同様であり、コーティングにより導電性および透光性が向上している。また、光学有効範囲も実施例１と同様である。

図１０においてハッチングして示した領域４ｋ，４ｌは、コーティングのうち、導電テープ１０４と接触してこれに電気的に接続される接続部を示している。接続部４ｋ，４ｌは、実施例１と同様に、光学有効領域の外側の領域に形成されている。コーティングのうち導電テープ１０４と接する領域４ｋ，４ｌと光学有効範囲とが、導電性を持つ単一のコーティングで連続的に形成されているので、それぞれが互いに同電位となる。

以上の構成により、フィールドレンズ４のレンズ面上に形成された導電性を有するコーティングが、導電部材である導電テープ１０４と導電性を有するフィールドレンズ保持部材１０２を介して、グランドを構成するミラーボックス２００に電気的に接続される。これにより、フィールドレンズ４のレンズ面に静電気（電荷）が蓄積されて塵埃等の異物が付着することを抑制でき、異物の像が受光センサ９上に形成されることによる焦点検出精度の低下を回避することができる。

また、導電部材が粘着面を持った導電テープによって構成されるので、より確実にフィールドレンズ４やフィールドレンズ保持部材１０２と固着される。これにより、振動が加わったり、温度や湿度等の環境の変化があったりしても、より安定してフィールドレンズのレンズ面に異物が付着することを抑制することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

焦点検出光学系への異物の付着を抑制し、異物による焦点検出精度の低下を防止するカメラを提供できる。

４ フィールドレンズ
１００ 焦点検出ユニット
１０１ 視野マスク
１０２ フィールドレンズ保持部材
２００ ミラーボックス

Claims (5)

1. 撮影光学系の一次結像領域に配置され、該撮影光学系からの光が入射するフィールドレンズと、
   該フィールドレンズを保持し、導電性を有するレンズ保持部材と、
   前記レンズ保持部材に電気的に接続された導電部材と、
   前記フィールドレンズからの光に複数の光学像を形成させる二次結像レンズと、
   該複数の光学像を電気信号に変換する受光素子と、
   前記電気信号を用いて前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
   導電性を有するカメラ筐体とを有し、
   前記フィールドレンズの入射面に透光性および導電性を有するコーティングが設けられており、
   該コーティングは、前記導電部材と前記レンズ保持部材とを介して前記カメラ筐体に電気的に接続されていることを特徴とするカメラ。
2. 前記導電部材は、前記フィールドレンズに入射する光の通過範囲を制限する視野マスクであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記コーティングは、前記入射面のうち光学有効領域と非光学有効領域に設けられており、
   前記非光学有効領域に、前記導電部材が電気的に接続される接続部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ。
4. 前記コーティングは、反射防止機能または異物付着防止機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ。
5. 前記フィールドレンズは複数の前記入射面を有しており、
   前記複数の入射面に設けられた前記コーティングが一体的に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ。