JPH01260410A - 自動焦点調節システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動焦点調節機能（以下ＡＦ機能と呼ぶ）を有
する撮像（撮影）装置に関し、ことにＡＦ機能を有する
異種の撮像装置の撮影レンズを流用した場合でも機能が
正常に作動する様にしたものである。

〔従来の技術〕

最近では、ＡＦ機能を有する一眼レフレックスカメラは
めずらしいものではな（なって来ている。

そしてこの種の一眼レフレックスカメラはそのカメラ専
用の交換レンズを使用する様になっており、多数種のレ
ンズが開発されている。

一方、銀塩フィルムを使う従来型のカメラに対し、固体
撮像素子で光像を電気信号に変換し、これをフロッピー
ディスクに記憶する電子スチルカメラも使用される様に
なって来ているが、この型式のカメラも多数種の交換レ
ンズを準備することが望まれている。またビデオカメラ
も撮影レンズを交換する型式が開発されている。

従って、これら異種のカメラ間で交換レンズを共用でき
れば極めて都合が良く、通常マウント変換アダプターを
介在させて交換レンズをカメラ本体に装着すれば光学的
要求は満足できる。しかしながら、電子スチルカメラあ
るいはビデオカメラのＡＦ機能を使用して一眼レフレッ
クスカメラの撮影レンズを駆動すると以下の問題が予想
される。

〔発明が解決しようとしている問題点３画面サイズを異
にする異種のカメラ、例えば３５ミリ版銀塩フィルムを
使うカメラや２／３インチあるいは１／２インチの撮像
器を持ったビデオカメラはそれぞれ許容錯乱円径が相違
するため、要求される焦点調節精度が異なっている。

即ち、物体にピントを合わせるためには、フィルムや固
体撮像素子の受光面が焦点深度内に入る様に合焦用レン
ズ（撮影レンズ全体の場合も、一部の場合もある）を移
動し、そこで停止させなければならない。

その際、焦点深度は許容錯乱円径に関係するので、銀塩
フィルムを使うカメラと、電子スチルカメラやビデオカ
メラの焦点深度は相違し、一般にフィルムを使うカメラ
の焦点深度は深（なる。従って、合焦レンズの停止位置
精度は、銀塩フィルムを使うカメラに比べて電子スチル
カメラやビデオカメラの方が高精度を要求されることに
なる。

仮に、ＡＦ機能を有する電子スチルカメラとＡＦ機能を
有するフィルムカメラの交換レンズ取付マウントの形状
寸法が同一であったとして、フィルムカメラ用の交換レ
ンズを電子スチルカメラのカメラ本”体に装着し合焦レ
ンズの駆動ができたとしても、固体撮像素子の受光面が
焦点深度内に入る様に合焦レンズを停止させられずに物
体にピントが合わない場合が生ずる。

また１／２インチ画面のカメラ用交換レンズを２／３イ
ンチ画面のカメラのカメラ本体に装着する場合の様に、
小さな画面用の撮影レンズをそれより大きな画面のカメ
ラ本体に装着する場合、合焦レンズの駆動停止の制御を
行う駆動部に逆の不整合が生ずる。即ち小さな画面用の
交換レンズでは許容錯乱円径が小さいため、合焦レンズ
の停止位置のピッチが細か過ぎて、カメタ本体側の合焦
精度を越えてしまうため、カメラ本体が指定する合焦区
間内でいつまでも合焦レンズが停止できず、応答が極端
に遅くなると言う難点が生ずる。

本発明は、ＡＦ機能を有するカメラの本体に、ＡＦ機能
を有する異種のカメラ用の撮影レンズを装着した場合で
も正常な焦点調節が行われる様にすることを目的として
いる。

この目的を達成するため、カメラ本体の像面（画面）と
撮影レンズの間に補助光学系を挿着し、補助光学系の倍
率により撮影レンズの深度や許容錯乱円径をカメラ本体
側のそれに見合った値に変換している。

〔実施例〕

以下、第１図を使って本発明の詳細な説明する。

本例は交換レンズの保証する精度がカメラ本体側で要求
する下回る場合である。符番１は交換レンズのレンズ部
を図式的に示している。２は像面で、固体撮像素子の受
光面あるいは図示しないマスクで枠取りされた銀塩フィ
ルムの受光面である。３は補助光学系で、薄肉レンズと
して図示したが、レンズ部１と像面２の間に光軸を揃え
て挿着し、離脱させるものとする。

Ａの各区間はレンズ部１の各停止位置における焦点深度
（合焦深度範囲）を表わし、Ｂの各区間はカメラ本体の
要求する、各停止位置における合焦深度範囲を表わす。

従ってレンズ部１と補助光学系３の合成系が各停止位置
においてＢの焦点深度を満たせば良い。Ａの各区間をδ
１、補助光学系３の倍率をβ′、Ｂの各区間をδ、′　
とすると次式が成立つ。

δ１．′＝　β２δ、　　・・・　（１）一方、交換レ
ンズｌのＦナンバーをＦＬとすると、補助光学系３を装
着した合成１ノンズ系のＦナンバーＦＬ′　　は次式と
なる。

ＦＬ′＝βＦＬ　　・・・（２） 従って、交換レンズ１が保証している許容錯乱円径をε
、とすると、補助光学系を装着した合成レンズ系が保証
する許容錯乱円径は次式の通りである。

ε、′＝δＬ’／ＦＬ’＝（β２δＬ）／（βＦＬ）＝
βε、′　　・・・（３） 即ち許容錯乱円径は補助光学系を装着する以ｍノのβ倍
となる。従って合成レンズ系が、カメラ本体の要求する
精度を保証するためには次の通りでなければならない。

０くβ〈１　・・・（４） 例えば交換レンズｌが画面サイズの大きなフィルムカメ
ラ用で、補助光学系の倍率βが β＝１７．ＩＶ　　・・・　（５） とすると、焦点深度区間は１／２となる。また３５ｍ版
用フィルムカメラの許容錯乱円径は ε、　＝０．０３３　　・・・（６） であるから、合成レンズ系の許容錯乱円径はε、’＝ｘ
７ｉ″２・０．０３３λ０．０２３　　・・・（７）ま
で保障できる。

以上要するに大きな画面サイズ用の交換レンズと、小さ
な画面サイズ用のカメラ本体の像面との間に正屈折力の
補助光学系を挿着すればカメラ本体側のＡＦ機能を適正
に使用できる。

次に第２図は、交換レンズの保証する精度がカメラ本体
の要求する精度を下回る場合の例である。

１′　は、ここで用いるカメラ本体より画面サイズの小
さな画面サイズのカメラに使用する為の交換レンズで、
２′　はカメラの像面である。３′　は補助光学系で、
第１図と同様薄肉系で示した。またＣの各区間は交換レ
ンズｌの各停止位置における焦点深度、Ｄの各区間はカ
メラ側が求める各停止位置における焦点深度である。

前述の解析の結果の（３）式を利用すると、補助光学系
３′　の倍率βは次式を満足する。

β＞ｌ　・・・（８） 交換レンズの焦点深度区間Ｃに対し、補助光学系３′　
を装着した合成レンズ系の各停止位置における焦点深度
区間はβ２倍だけ拡大されてＤで表わされたものとなる
。

例えば交換レンズ１′　が１／２インチビデオカメラ用
であるとし、それを同じ画素数の固体撮像素子を使用し
た２／３インチビデオカメラに補助光学系を介して装着
したものとする。画面サイズは１．３８倍となり、要求
される許容錯乱円径も１．３８倍となる。

従って２／３インチビデオカメラ本体のＡＦ機能が正常
に働く為には補助光学系の倍率はβ＝１．３８に選べば
良い。また焦点深度区間の間隔は（１，３８）”＃　１
．９０倍となる。因みにε、が同じなら、β二１である
。

以上要するに小さな画面サイズ用の交換レンズと、それ
より大きな画面サイズ用のカメラ本体の像面との間に負
屈折力の補助光学系を挿着すればカメラ本体側のＡＦ機
能を適正に使用できる。第３図は、３５　ｍ　ｍ版−眼
レフレックスカメラ用の撮影レンズ１０をマウント変換
アダプター１３を介して電子ステイルカメラのカメラ本
体１６に装置した形態を示している。撮影レンズ１０は
レンズ部１１とこれを保持する鏡筒構造１２から成り、
レンズ部１１はここでは便宜上１枚のレンズで示したが
、巣際は複数のレンズを組合わせて構成されるのが普通
である。またマウント変換アダプター１３は正レンズ部
１４と鏡筒構造１５から成る。この正レンズ部１４は、
少なく１枚づつの正、負レンズから成るのが望ましい。

鏡筒構造１５の前端には撮影レンズｌＯのマウントと組
合うマウント１３ａを備え、後端にはカメラ本体１６と
組合うマウント１３ｂを備える。カメラ本体１６には主
ミラー、いわゆるクイックリターンミラー１８ａと副ミ
ラー１８ｂが設けられており、主ミラー１８ａを通過し
て副ミラー１８ｂで反射した光束は焦点検出装置１９へ
入射する。焦点検出装置１９は周知の物を使用できるた
め説明を省く。一方、主ミラー１８ａで反射した光束は
、コンデンサーレンズ２０′、ペンタプリズム２１．接
眼レンズ２２から成るファインダーへ入射する。主ミラ
ー１８ａと副ミラー１８ｂが跳ね上げられると不図示の
シャッターが開いて固体撮像素子が露光される。

焦点検出装置１９は撮影レンズ１０及びマウント変換ア
ダプター１３の合成系の焦点調節状態を検出し、焦点調
節信号を出力する。この信号は、カメラ本体１６にこの
カメラ専用の撮影レンズが装着されている時に出力され
るのと同じ精度を持つものとする。

焦点調節信号は図示しないモータ、但しモータは撮影レ
ンズ鏡筒１２に内蔵されていても良いしカメラ本体に内
蔵されていても良い、を駆動する。

モータが作動するとレンズ部１１の全部又は一方が光軸
方向に移動して合焦に至る。

以上の例は、撮影レンズ１１がカメラ本体の画面サイズ
より大きな画面サイズ用の場合を述べたが、逆の関係の
場合はマウント変換アダプターに内蔵されるレンズは負
の屈折力が付与される。

なお、第３図のマウント変換アダプターのレンズ部１４
は単焦点であったが、第４図の様に複数のレンズを設け
、レンズ間隔を変えて倍率を変えられる様にしておけば
、種々の撮影レンズやカメラに対応できて都合が良い。

更に第５図の様にカメラ本体２３中に補助光学系２４を
備えており、異種のカメラ用撮影レンズ２６を装着した
ときには撮影レンズ２６と固体撮像素子２５の間に補助
光学系２４を挿着すればカメラ本体のＡＦ機能を利用で
きる。

〔効果〕

従来も撮影レンズとカメラ本体の間にエクステンダーや
レデューサを挿着することは行われている。しかしなが
らこの場合の撮影レンズは、このカメラ本体に専用の交
換レンズである。

それと違って本発明は、カメラ本体が撮影レンズに要求
する許容錯乱円径とは異る許容錯乱円径を持った撮影レ
ンズを使用することを前提とし、異種カメラ用の交換レ
ンズを使用してもＡＦ機能が正常に作動する効果を持つ
。特に専用レンズ以外のレンズを使用できる利点が大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は夫々、光学作用を説明するための図、
第３図、第４図、第５図は夫々、光学断面図。 図中、１・１′　は交換レンズ（撮影レンズ）、２は像
面、３は補助光学系である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦点検出装置を具え、焦点検出装置の出力に応じ
   て焦点調節される第１の撮影レンズが着脱される第１の
   カメラ本体に、第１のカメラ本体とは焦点調節精度を異
   にする第２のカメラ本体に使用される第２の撮影レンズ
   を装着する際に、第２の撮影レンズと第１のカメラ本体
   の像面との間に、第２の撮影レンズの焦点調節精度を第
   １のカメラ本体の焦点調節精度に調和させるための補助
   光学系を挿着することを特徴とする自動焦点調節システ
   ム。
2. （２）前記第１のカメラ本体に要求される許容錯乱円径
   をεＣ、前記第２の撮影レンズが保証している許容錯乱
   円径をεＬと規定し、前記補助光学系の倍率をβとする
   とき、 εＣ＜εＬの場合は０＜β＜１ εｃ＞εＬの場合はβ＞１ とする特許請求の範囲第１項記載の自動焦点調節システ
   ム。
3. （３）自動焦点調節のための機能を持った第１のカメラ
   本体の画面サイズとは異る画面サイズの第２のカメラ本
   体に使用する撮影レンズを第１のカメラ本体に装着する
   マウント変換アダプターは補助光学系と第１のカメラ本
   体と結合するためのマウントと撮影レンズに結合するた
   めのマウントとを有し、第１のカメラ本体の画面サイズ
   が第２のカメラ本体の画面サイズより小さいときに補助
   光学系は正屈折力を持つことを特徴とするマウント変換
   アダプター。
4. （４）自動焦点調節のための機能を持った第１のカメラ
   本体の画面サイズとは異る画面サイズの第２のカメラ本
   体に使用する撮影レンズを第１のカメラ本体に装着する
   マウント変換アダプターは補助光学系と第１のカメラ本
   体に結合するためのマウントと撮影レンズと結合するた
   めのマウントとを有し、第１のカメラ本体の画面サイズ
   が第２のカメラ本体の画面サイズより小さいときに補助
   光学系は負屈折力を持つことを特徴とするマウント変換
   アダプター。
5. （５）自動焦点調節のための機能を持ったカメラ本体に
   於いて、このカメラ本体の画面サイズとは異る画面サイ
   ズの別のカメラ本体に使用する撮影レンズを装着した際
   にカメラ本体の像面と撮影レンズとの間に挿着する補助
   光学系を備え、前記カメラ本体の画面サイズが前記別の
   カメラ本体の画面サイズより小さい場合は補助光学系の
   屈折力を正とし、又は、大きい場合は補助光学系の屈折
   力を負としたことを特徴とするカメラ本体。