JP2503516Y2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、カメラに用いられ、撮影レンズを通った被
写体光を用いて焦点検出を行なう焦点検出装置に関し、
特にコンデンサレンズを備えた位相差検出方式の焦点検
出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の焦点検出装置としては例えば第８図の
ものが知られている。

第８図において、10は撮影レンズ、20は視野マスク、
30は撮影レンズの予定焦点面位置の近傍に配置されたコ
ンデンサレンズ、41,42は撮影レンズ10の射出瞳近傍と
共役な位置に設けられてその投影像の内部が分割された
領域11,12を形成する絞りマスク40の絞り開口部、51,52
は再結像レンズ、更に60は一対のセンサアレイA,Bを備
えたイメージセンサである。

撮影レンズ10の領域11を介して入射した光束は、視野
マスク20、コンデンサレンズ30、絞り開口部41、及び再
結像レンズ51を通りイメージセンサ60のセンサアレイＡ
上に結像する。同様に撮影レンズ10の領域12を介して入
射した光束は、視野マスク20、コンデンサレンズ30、開
口部42、再結像レンズ52を通りイメージセンサ60のセン
サアレイＢ上に結像する。これらイメージセンサ60のセ
ンサアレイＡ、Ｂ上に結像した一対の光像は、撮影レン
ズ10の焦点調節状態が予定焦点面より前に被写体の鮮鋭
像を結ぶ所謂前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦
点面より後に結ぶ所謂後ピン状態では互いに遠ざかり、
予定焦点面に結ぶ所謂合焦時には、その中間のある所定
の間隔に並ぶ。しかも、前ピン時、後ピン時の光像の間
隔と合焦時の所定の間隔との差は、その時の被写体の鮮
鋭像が結ぶ位置と予定焦点面との距離に応じた値とな
る。従って、一対の光像をイメージセンサ60のセンサア
レイＡ、Ｂによって光電変換した後に、演算装置で演算
処理を行って一対の光像の間隔を求めることにより、撮
影レンズ10の焦点調節状態が分かる。

ところで第８図に示した焦点検出装置に使用されてい
るコンデンサレンズ30は、第９図に取出して示すよう
に、レンズ部31の周囲に光軸方向に直交して設けられた
顎面32と、顎面32に直交して形成された外周面33をもっ
ている。一方、レンズ取付け部70には光軸と直交するよ
う形成された光軸方向位置決め面71と、光軸を中心軸と
する取付け穴72が設けられている。

このようなレンズ取付け部材70により支持されたコン
デンサレンズ30は、その顎面32と取付部70の光軸方向位
置決め面71との当接により光軸方向の位置を規制され、
また取付け穴72の内周面とコンデンサレンズ30の顎面32
に続く面33との嵌合により、光軸と直交する面内での位
置を規制されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のコンデンサレンズの
支持構造にあっては、コンデンサレンズ30の外周面33と
レンズ取付け部材70の取付け穴72との間のガタにより、
コンデンサレンズ30が光軸と直交する面内での位置ずれ
をおこす恐れがあった。

このようにコンデンサレンズ30が取付ガタにより光軸
に直交する面内で位置ずれを起こしたとすると、第７図
に示すように、絞りマスク40に形成された一対の絞り開
口41,42に対しコンデンサレンズ30による投影像の投影
方向の誤差θを生じさせる。

このように投影方向の誤差θが生じた場合には、絞り
開口41,42を通過すべき光束の撮影レンズ10の瞳による
ケラレを防止するため、絞り開口41,4の投影方向を撮影
レンズの射出瞳の中心に向けるよう焦点検出装置の姿勢
を調整せざるを得ない。

従って、絞りマスクの絞り開口41,42の投影方向に誤
差θがあると、撮影レンズ10の予定焦点面に対して焦点
検出装置の焦点検出面が傾いてしまうので、焦点検出視
野の中央から離れた被写体像ほど、即ち像高を持つ被写
体像ほど、それに対する焦点検出誤差が大きくなる問題
があった。

本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたもので、コンデンサレンズ取付け位置のずれによる
焦点検出誤差を防ぎ、像高を有する被写体像に対しても
正確な焦点検出ができる焦点検出装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず本考案は、撮影レンズの予定焦点位置の近傍に位
置されたコンデンサレンズと、該コンデンサレンズの後
方に設けられ二つ以上の光透孔部を有する絞り手段と、
該絞り手段の後方に設けられた撮影レンズ上での瞳分割
に対応した一対の二次像をラインセンサ上に形成する再
結像レンズとを備え、前記コンデンサレンズをレンズ取
付け部により支持した構造の焦点検出装置を対象とす
る。

このような焦点検出装置につき本考案にあっては、コ
ンデンサレンズは、レンズ部と、該レンズ部周辺に形成
されレンズ光軸を中心とする円錐体の円錐面で与えられ
るテーパ面を有し、一方、前記レンズ取付け部材は、前
記レンズ部のテーパ面を与える円錐体と実質的に同軸な
円錐体の円錐面で与えられるテーパ面を有し、前記コン
デンサレンズのテーパ面とレンズ取付け部のテーパ面の
当接により前記コンデンサレンズの位置を規制した構成
とする。

［作用］ このような構成を備えた本考案の焦点検出装置によれ
ば、コンデンサレンズの位置決めをテーパ面の当接によ
って行なうので、ガタなく位置決めができ、光軸に直交
する面内での位置ずれを確実に防ぐことができる。従っ
て、絞り開口部の投影方向の誤差をなくし、これによる
焦点検出誤差の発生を防止できる。

［実施例］ 第１図は本考案によるコンデンサレンズの支持構造を
取出して示したもので、第２図に第１図の支持構造を採
用した位相差検出方式の焦点検出装置を一眼レフレック
スカメラに用いた実施例を示す。

まず第２図において、焦点検出装置はカメラボディの
底に組み込まれている。撮影レンズ10を透過した被写体
からの光は、主ミラー80を透過しサブミラー81で下方へ
反射されて焦点検出装置100に入射される。

尚、焦点検出装置100の主要要素をカメラの撮影レン
ズ10と共に模式的に示すと第８図の従来装置と同じにな
る。

また、イメージセンサ60のセンサアレイA,Bの出力の
総和の平均値等を算出することにより測光情報を検出す
るようにしてもよい。

焦点検出装置100は、プラスチック製ハウジング90に
視野マスク20、コンデンサレンズ30、折り曲げミラー8
3、絞りマスク40、再結像レンズ50、イメージセンサ60
を固定し、また赤外線カットフィルター82が視野マスク
20上に接着された構成となっている。

再結像レンズ50付近のＹ−Ｙ断面を第３図に示し、ま
た第４図に第３図のＺ方向から見た説明図を示す。

第3,4図において、再結像レンズ50は透明プラスチック
により一対のレンズ51と52を一枚の板の表面に一体に成
形して作り出されており、レンズ部51,52の両脇には位
置決め用の円孔53と長円孔54を形成している。また絞り
マスク40は遮光性のある薄いフィルムに一対の開口をあ
けたもので、これにも位置決め用の円孔43と長円孔44が
あいている。一方、ハウジング90には位置決め用の二本
の円柱状ボス91,92が形成されており、ボス92は再結像
レンズ50と絞りマスク40の円孔53,43と嵌合し、ボス91
は長円孔54,44が嵌合する。

具体的な組立は、先ず絞りマスク40、再結像レンズ50
の順にそれぞれ対応する孔43,44、53,54とボス91,92を
嵌め合わせながらハウジング90に差込む。次に、第４図
から明らかなように、再結像レンズ50とハウジング90の
間の四ケ所に粘性のある接着剤93,94,95,96を等量ずつ
差し渡すように充填して固定する。このように固定する
とボス91,92の先端に接着剤をからめて再結像レンズ50
との間を固定する場合と違って、ボス91,92の先端を孔5
3,54から突き出させる必要がないので、再結像レンズ50
の厚さのわりにボス91,92や孔53,54が細くても製作上の
困難がなく、装置の小型化をしたい場合に有効である。

また、この固定法では湿度や温度の変化により接着剤
が不可逆の変形をしても、再結像レンズ50の位置はそれ
自身とハウジング90の熱膨脹等による可逆な変化しか起
こさないという利点もある。接着剤93,94,95,96を充填
する四ケ所は第４図で分るように、一対のレンズ部51,5
2の中心を軸として対称に配置され、再結像レンズ50の
対応する位置には、接着剤を溜めるための凹部が形成さ
れている。

次に第１図を参照してコンデンサレンズ30の支持構造
を説明する。

第１図において、コンデンサレンズ30のレンズ部31の
周囲には、レンズ光軸を中心軸とするテーパ面34が形成
されている。このテーパ面34は、コンデンサレンズ30の
光軸に一致する軸をもち且つ頂点をＰとする円錐体の円
錐面の一部として与えられる。

一方、ハウジング90上のレンズ取付け部97には、テー
パ面98が形成されている。このテーパ面は、コンデンサ
レンズ30のテーパ面34と同様に、コンデンサレンズ30の
光軸に一致する軸をもち、且つ頂点をＰ点とする円錐体
の円錐面として与えられる。

コンデンサレンズ30のハウジング90への取付けは図示
のようにテーパ面34とテーパ面98とが当接した状態で、
第２図に示すように、ハウジング90との間にコンデンサ
レンズ30を挟むようにプラスチック製の視野マスク20の
スナップフィット21を嵌め入れて係着する。このため、
視野マスク20の弾力によりコンデンサレンズ30は光軸方
向に付勢され、位置決めされる。

即ち、テーパ面34とテーパ面98との押し当てにより、
双方に光軸に直交する方向の相対的位置ずれがあって
も、テーパ面の密着で両者の中心軸が一致する調芯作用
が得られ、コンデンサレンズ30は偏芯なくハウジング90
に位置決めされる。

また図示のように、テーパ面34及びテーパ面98のテー
パ面の傾き方向が、コンデンサレンズ30の入光側、即ち
上側に絞られるように形成した場合には、組立時に誤っ
て両テーパ面がしっかりかみ合わず傾いた状態でコンデ
ンサレンズ30が固定されたとしても、発生する焦点検出
誤差が少ない利点をもつ。その理由は次の通りである。

第５図及び第６図はコンデンサレンズ30が傾いて取り
付けられた状態を示し、コンデンサレンズ30は紙面上で
反時計回りに傾いている。

ところで、焦点検出装置の焦点検出面上の鮮鋭像は、
コンデンサレンズ30と再結像レンズ51の合成作用によっ
てイメージセンサ60のセンサアレイＡに鮮鋭像を結ぶ一
方、コンデンサレンズ30と再結像レンズ52の合成作用に
よってイメージセンサ60のセンサアレイＢに鮮鋭像を結
ぶ。

そこで、光路を逆にたどって考えると、焦点検出面20
1は再結像レンズ51または52とコンデンサレンズ30によ
る作用によってイメージセンサ60のセンサアレイＡ並び
にＢの像が結像される面である。そして第５図のように
反時計回りにコンデンサレンズ30が傾いている場合に
は、イメージセンサ60のセンサアレイA,Bの像が結像す
る焦点検出面201は、第６図のように同じく反時計回り
に傾く。

第５図を再び参照すると、コンデンサレンズ30はテー
パ面に略沿ってずれる結果、紙面に向かって反時計回り
に導くと同時に、左方向に平行移動することになる。こ
の傾きに伴うコンデンサレンズ30の平行移動により、第
７図に示すように、絞りマスク40の開口部41,42のコン
デンサレンズ30による投影方向は、紙面に向かって反時
計回りとなる逆方向に傾く。ところが、絞り開口部41,4
2を通過すべき光束が撮影レンズ10の瞳でケラレてしま
うのを防ぐため、絞り開口部41,42の投影方向を撮影レ
ンズ10の射出瞳の中心に向けるよう焦点検出装置の姿勢
を調整せざるを得ない。

その結果、焦点検出装置100は紙面に向かって時計回
りに傾けてカメラに組み込まれる。この調整は第７図に
示すよう、第６図の状態で焦点検出装置の光軸X1に対し
て傾いた焦点検出面201を、結果的に撮影レンズ10の光
軸Xoに直交した予定焦点面の方向に添わせる方向との動
きとなる。

そこで、焦点検出面と予定焦点面の傾きは、従来の第
９図のような支持構造を誤りなく組み立てた場合に生じ
うる最大の傾きより小さくなる。

なぜなら第９図のような構造では、誤りなく組み立て
られてもコンデンサレンズ30の外周面33とレンズ取付け
部材70の取付け穴72との間のガタにより、コンデンサレ
ンズ30が光軸と直交する面内での位置ずれをおこす恐れ
があった。

このようにコンデンサレンズ30が取付ガタにより光軸
に直交する面内で位置ずれが起きたとすると、第７図に
示すように、絞りマスク40に形成された一対の絞り開口
41,42に対しコンデンサレンズ30による投影像の投影方
向の誤差θを生じさせる。

このように投影方向の誤差θが生じた場合には、やは
り、絞り開口41,42を通過すべき光束の撮影レンズ10の
瞳によるケラレを防止するため、絞り開口41,42の投影
方向を撮影レンズの射出瞳の中心に向けるよう焦点検出
装置の姿勢を調整せざるを得ない。

かくして、焦点検出面が予定焦点面に対して傾き、こ
れを自動的に減じるような作用は何ら存在しないのであ
る。これに比し、本実施例においては、前述のように、
誤って組立てた場合でも、コンデンサレンズ30の傾きと
平行移動による焦点検出面の変位は相殺される関係にあ
るので予定焦点面との傾きはより小さいなものとなるの
である。

即ち、第１図に示したコンデンサレンズ30及び取付け
部97のテーパ面34,98の方向を入射側に絞る方向とする
ことで、コンデンサレンズ30の傾きと平行移動による焦
点検出面の変位が相殺される関係となり、焦点検出誤差
を最小限に抑えることができる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、コンデンサレン
ズのレンズ取付けをテーパ面同士の当接としたため、取
付けガタを除去して焦点検出誤差を最小限に抑えること
ができる。更にコンデンサレンズと取付け部のテーパ面
の方向を撮影レンズ側（入射側）に絞り込まれる形とし
た場合には、組立時に誤ってテーパ面が密着せずに傾い
た状態でコンデンサレンズが固定されたとしても、コン
デンサのレンズの傾きによる影響と平行移動による影響
とが打ち消し合う傾向があり、焦点検出誤差を軽減でき
るという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるコンデンサレンズの取付構造を示
した実施例断面図； 第２図は一眼レフレックスカメラを対象とした本考案の
焦点検出装置の取付構造を示した実施例構成図； 第３図は第２図のＹ−Ｙ断面図； 第４図は第３図のＺ方向から見た説明図； 第５図はコンデンサレンズが傾いて組付けられた状態の
説明図； 第６図はコンデンサレンズが傾いた場合の作用説明図； 第７図はコンデンサレンズが平行移動した場合の作用説
明図、 第８図は従来装置の構成図； 第９図は従来のコンデンサレンズの取付け構造説明図で
ある。 ［主要部分の符号の説明］ 100:焦点検出装置、10:撮影レンズ、20:視野マスク、3
0:コンデンサレンズ、34,98:テーパ面、40:絞りマス
ク、41,42:絞り開口部、50:再結像レンズ、51,52:レン
ズ部、60:イメージセンサ、90:ハウジング、A,B:センサ
アレイ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズの予定焦点位置の近傍に配置さ
   れたコンデンサレンズと、該コンデンサレンズの後方に
   設けられ二つ以上の光透過部を有する絞り手段と、該絞
   り手段の後方に設けられ前記撮影レンズ上での瞳分割に
   対応した一対の二次像をラインセンサ上に形成する再結
   像レンズとを備え、前記コンデンサレンズをレンズ取付
   け部により支持した構造の焦点検出装置に於いて、 前記コンデンサレンズは、レンズ部と、該レンズ部周辺
   に形成されレンズ光軸を軸中心とする円錐体の円錐面で
   与えられるテーパ面を有し、 前記レンズ取付け部は、前記コンデンサレンズのテーパ
   面を与える前記円錐体と実質的に同軸な円錐体の円錐面
   で与えられるテーパ面を有し、 前記コンデンサレンズのテーパ面とレンズ取付け部のテ
   ーパ面の当接により前記コンデンサレンズの位置を規制
   することを特徴とする焦点検出装置。
2. 【請求項２】前記コンデンサレンズのテーパ面は、前記
   撮影レンズ側に径が絞られるように形成されたことを特
   徴とする請求項１記載の焦点検出装置。