JPH0149921B2

JPH0149921B2 -

Info

Publication number: JPH0149921B2
Application number: JP56052155A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Kusaka; Nobuo Okabe; Tooru Fukuhara
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1989-10-26
Also published as: JPS57165821A; DE3213115A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は交換可能な撮影レンズの透過光を測定
し焦点検出し、自動合焦するTTL式自動合焦カ
メラ及びに、自動合焦カメラ用の交換レンズに関
する。

従来、撮影レンズ透過光を測定して撮影レンズ
の所定焦点面例えばフイルム面と実際の被写体結
像面との像面ずれ量を検出するTTL式焦点検出
装置が、特開昭54―159259又は特開昭54―104859
に開示されている。この検出した像面ずれ量に応
じた量だけ撮影レンズの合焦用レンズを駆動する
ことにより、撮影レンズを合焦させ得る。即ち第
１図に示す如く撮影レンズ１の所定焦点面２と実
際の被写体結像面３との像面ずれ量Δxを検出し、
このずれ量Δxに対応する所定量Δdだけ撮影レン
ズ１を駆動することにより被写体像を所定焦点面
２上に結像させる。もちろん、通常は上記検出像
面ずれ量Δxはその値が大きい時は余り正確な値
としては検出し得ないので、上記ずれ量検出及び
撮影レンズ駆動操作を繰り返し行つて撮影レンズ
を徐々に合焦位置に近ずけることになる。ところ
が像面ずれ量に応じてモータ等を駆動して撮影レ
ンズの合焦用レンズを移動する場合、モータ等の
駆動を合焦用レンズに伝達する伝達系の伝達比が
各交換レンズの種類によつて異なつていることが
ある。また、像面ずれ量Δxに対応した撮影レン
ズ１の移動量Δdは各交換レンズの種類、例えば
その焦点距離や合焦方式（合焦操作の際、撮影レ
ンズの構成レンズ素子の全体を移動する方式、又
はその１部のみを移動する方式）の相違により異
なることがある。従つて同一の像面ずれ量に対し
て、各交換レンズに付きモータ等の駆動量を同一
にしたり、又は撮影レンズの合焦用レンズの移動
量を同一にすると、交換レンズによつては、正確
な合焦操作が不可能となつたり、又は合焦に長い
時間を要してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は検出した像面ずれ量に
対する交換レンズの移動量の関係を各交換レンズ
毎に最適にできる自動合焦カメラ用交換レンズを
提供することである。

以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第２図において、一眼レフカメラ１０には撮影
用交換レンズ構体１１が装着されている。この交
換レンズ構体１１は、合焦用レンズ１２と、駆動
源としてのモータ１３と、モータ１３の駆動を合
焦用レンズ１２に伝えてそれを光軸方向に焦点調
節の為に移動させる伝達系１４と、合焦用レンズ
１２の移動に伴う被写体像面の移動量を表わす像
面移動量信号を発生する像面移動量信号発生手段
１５とを具備する。このモータ１３と伝達系１４
との１方又は両方から合焦用レンズ駆動手段とを
構成する。第２図では、交換レンズ構体１１の光
学系として単一の合焦用レンズ１２のみを描いて
あるが、実際にはその光学系は複数のレンズ素子
から構成されている。尚、合焦用レンズ１２とは
この複数のレンズ素子のうち焦点調節の為に移動
されるレンズ素子を言い、複数のレンズ素子の全
部が合焦用レンズに該当する交換レンズ構体もあ
りその１部のレンズ素子のみが該当するものもあ
る。像面移動量信号発生手段１５は、モータ１３
の回転数、伝達系１４の移動量又は合焦用レンズ
１２の移動量に基づき、合焦用レンズ１２の移動
に伴う像面３（第１図）の移動量を表わす信号を
発生する。この像面移動量信号は、伝達系１４の
伝達比や合焦用レンズ１２の単位移動量に対する
像面移動量などが、レンズ毎に異なる種々の交換
レンズ構体についても、同一像面移動量に対して
は同一値をとる様に各交換レンズ毎に規格化され
ている。

一方、一眼レフカメラ本体１０は、撮影レンズ
透過光をペンタプリズム等のフアインダ光学系１
６に反射するクイツクリターンミラー１７を有す
る。このクイツクリターンミラー１７は撮影レン
ズ透過光の一部を透過し、背後に位置するサブミ
ラー１８に導く。このサブミラー１８はクイツク
リターンミラー１７の透過光を、カメラ底部に配
置の焦点検出装置１９に反射する。TTL式焦点
検出装置１９は撮影レンズ透過光を測定してフイ
ルム面２０と共役な所定焦点面と実際の被写体結
像面との像面ずれ量±Δxを検出する。このずれ
量±Δxはその符号が被写体結像面が所定焦点面
の前か後かを表わし、その値Δxがそのずれの大
きさを表わしている。制御装置２１は焦点検出装
置１９の出力である像面ずれ量±Δxと像面移動
量信号発生手段１５の出力とを入力し、像面ずれ
量±Δxの符号に応じてモータ１３を正転又は逆
転させる駆動出力を発生し、発生手段１５の出力
が像面移動量Δxを表わす値になつたときモータ
１３を停止させる。

次にこの作用を説明する。

この自動合焦装置を作動させると、焦点検出装
置１９は撮影レンズ透過光を測定し像面ずれ量±
Δxを検出する。制御回路２１はこの像面ずれ量
の符号に応じてモータ１３を正転又は逆転させ
る。このモータ１３の回転は伝達系１４を介して
合焦用レンズ１２を合焦位置に近づく様に光軸方
向に移動させる。この合焦用レンズ１２の移動に
応じて被写体結像面は所定焦点面に近づき、像面
ずれ量信号発生手段１５はこのときの像面の移動
量を表わす像面移動量信号をリアルタイムで発生
し、これは制御装置２１に送られる。この像面移
動量信号がΔxに対応する値になつたとき、制御
装置２１はモータ１３を停止する。この様に制御
回路２１は、焦点検出装置１９が検出した像面ず
れ量±Δxの符号に基づき、モータ１３を一方向
に回転させ合焦用レンズ１２を移動させこれに伴
う像面移動量がΔxであることを示す像面移動量
信号発生手段１５の出力に応じてモータ１３を停
止させる。従つて、焦点検出装置１９の検出した
像面ずれ量と同量だけ像面を移動する様に合焦レ
ンズ１２を移動できる。なお、上述の如く各交換
レンズ構体１１の像面移動量信号発生手段１５は
伝達系１４の伝達比や合焦レンズ１２の移動量と
それに伴う像面移動量との比に無関係に、各交換
レンズについて同一像面移動量に対しては同一信
号を発生する様に規格化されているので、いかな
る交換レンズ構体１１が装着されてもカメラ本体
１０内の制御装置２１は発生手段１５からの信号
そのものに応じてモータを停止できる。

次に、この交換レンズ構体１１の具体的構成例
を示す。

第３図において、レンズ構体１１のカメラ装着
面１１ａにはカメラ本体側との信号の授受を行う
端子T₁，T₂，T₃が設けられている。モータ１３
はこの端子T₁，T₂を介してカメラ本体側の制御
装置２１の駆動出力を受ける。このモータ１３の
回転は減速歯車１４０，１４１，１４２を介し
て、減速歯車１４３に伝達される。この最終段減
速歯車１４３は撮影レンズのまわりを回転し、こ
の回転は図示なきヘリコイド機構又はカム機構に
より直線運動に変換され、撮影レンズの合焦用レ
ンズ１２を光軸方向に移動する。以上の減速歯車
群１４０〜１４３、及びヘリコイド機構等により
伝達系１４を構成する。歯車１４１の端面には像
面移動量検出用パターン１５０が固設され、この
パターン１５０は高反射部１５０ａと低反射部１
５０ｂとにより円を４等分して形成されている。
光源１５１はパターン１５０の特定部分に光を投
射し受光装置１５２はその反射光を受光する。こ
の受光装置１５２は歯車１４１の回転に伴うパタ
ーン１５０の回転に応じてその１回転につき２個
のパルスを発生する。このパルス出力は像面移動
量信号として端子T₃を通つてカメラ本体の制御
装置２１に送られる。以上のパターン１５０、光
源１５１、受光装置１５２から像面移動量信号発
生手段１５を構成する。

前述の如く、各交換レンズ構体１１の像面移動
量信号発生手段１５は、同一の像面移動量に対し
て同一像面移動量信号、即ち同数のパルスを発生
する様に構成されているがこの様な構成の為の１
例を以下に示す。

焦点距離50mmと100mmの二種類の自動合焦用交
換レンズ構体を考える。

両交換レンズは至近合焦状態から無限遠合焦状
態までの像面移動量が夫々４mm、９mm、至近から
無限遠までのヘリコイド回転角が共に60゜、パタ
ーン取付歯車から最終段歯車までの減速比が夫々
１／120，１／180であるとする。また自動合焦精
度上の要求から像面移動量0.1mmに対して少なく
とも１パルスが必要であるとする。この様な条件
により両交換レンズ構体のパターン１５０は次の
如く決定される。

焦点距離50mmの交換レンズ構体の場合には、上
記減速比が１／120、至近から無限遠までのヘリ
コイド回転角が60゜であるから至近合焦状態から
無限遠合焦状態まで合焦レンズを移動させるとき
パターン１５０は20回転する。このときの像面移
動量が４mmであるから、パターン１５０の１回転
につき像面移動量は0.2mmとなる。従つて第３図
に示す如く高反射部と低反射部とにより円を４分
割してパターンを形成することにより、像面移動
量0.1mmに対して１パルスの像面移動量信号が得
られる。

全く同様にして焦点距離100mmの交換レンズ構
体の場合には、円を高反射部と低反射部とで６分
割してパターンを形成すれば、像面移動量0.1mm
に対して１パルスの像面移動量信号が得られる。

以上の如く、各交換レンズ構体について伝達系
１４の伝達比やパターンの分割数を適宜選定する
ことにより、単位像面移動量に対して像面移動量
信号を各交換レンズで共通とすることができる。
単位像面移動量に対するパルス数が多い方が検出
精度が良いので、パターン１５０はモータ１３に
近い伝達系に取付けることが望ましい。パターン
１５０をモータ１３に最も近い初段の減速歯車１
４０に取付け、各交換レンズについて同一のモー
タ回転数で同一の像面移動量が得られる様に伝達
比を選定することによりすべての交換レンズの初
段歯車とそこのパターンとを共通とすることがで
きる。

なお、上例では像面移動量信号発生手段１５を
反射型パターン１５０と発光源１５１と受光装置
１５２とから構成したが、それに限ることなく例
えば光透過型パターンとそれをはさむ様に配置さ
れた発光源と受光装置とから構成してもよいし、
伝達系１４中に取付けられた磁気的パターンとそ
の検出器とから構成してもよい。更に第４図に示
す如く伝達系１４中の歯車と一体の保持体１５３
の外円周に導電部１５４ａと非導電部１５４ｂと
から成るパターンを形成し、このパターンにスイ
ツチ１５５を構成する一対のスイツチ片１５５
ａ，１５５ｂを接触させ、両スイツチ片と導電部
１５４ａ又は非導電部１５４ｂとの接触によるス
イツチ１５５のオン・オフから像面移動量信号を
作成することもできる。また、この像面移動量信
号は上述の如きデイジタル信号に限らず、アナロ
グ信号であつてもよい。

以上の如き構成であるので、第２図と第３図に
おいて、焦点検出装置１９の出力に応じた制御装
置２１の駆動出力が端子T₁，T₂を介してモータ
１３を一方向に回転させる。この回転により減速
歯車１４０〜１４３、ヘリコイド機構を介して合
焦用レンズ１２が駆動させる。この間、受光装置
１５２はパターン１５０の回転数に応じた数のパ
ルスを出力する。このパルス列は端子T₃を介し
てカメラ本体の制御装置２１に送られる。制御装
置２１は入力されたパルス数を計数しその値が像
面移動量Δxに相当するときモータ１３を止める。

尚、上記実施例では合焦レンズ１２の駆動源即
ちモータ１３は交換レンズ構体側に設けられてい
るが、もちろんそれをカメラ本体側に設けること
もできる。

次に本発明の第２実施例を説明する。

第５図において、点線の右側に位置するブロツ
クはカメラ本体側に、左側のブロツクは交換レン
ズ構体側に夫々設けられている。TTL式焦点検
出装置１９と制御装置２１は第２図のものと全く
同一である。合焦用レンズ駆動手段２２は合焦用
レンズ１２を制御装置２１の駆動出力に応じて駆
動するもので、第２図のモータ１３と伝達系１４
とに相当する。電気信号変換手段２３は駆動手段
２２の駆動量を、駆動手段２２から直接又は合焦
用レンズ１２から間接的に受けて、その量を電気
信号、例えばそれに対応した数のパルス信号に変
換する。補正信号発生手段２４はその交換レンズ
の種類、例えば伝達系の伝達比等に応じた補正用
信号を発生する。この補正用信号は電気的な信号
であつても機械的信号であつてもよい。補正手段
２５は電気信号変換手段２３の電気信号を上記補
正用信号に基づき同一像面移動量に対して各交換
レンズに共通な値をとる像面移動量信号に補正即
ち規格化する。もちろん、上記補正用信号が機械
的信号であつた時は、補正手段２５はそれを予め
電気的信号に変換することになる。この補正手段
２５は交換レンズ側に設けてもよい。制御装置２
１はその像面移動量信号が焦点検出装置１９の検
出した像面ずれ量Δxに相当する値になつたとき、
合焦用レンズ駆動手段２２を停止する。こうし
て、合焦レンズ１２は、像面移動量が検出像面ず
れ量Δxに等しくなる様に自動的に移動させる。

尚、電気信号変換手段２３と補正信号発生手段
２４と補正手段２５とから像面移動量信号発生手
段を構成している。

第１実施例の像面移動量信号発生手段１５の構
成をこの第２実施例の電気信号変換手段２３、補
正用信号発生手段２４、補正手段２５に対応させ
てみると、パターン１５０が補正用信号発生手段
に相当し、発光源１５１と受光装置１５２とが電
気信号変換手段に相当し、このパターン１５０と
発光源１５１、受光装置１５２の組合せが補正手
段に相当すると言える。即ち、第１実施例の像面
移動量信号発生手段では電気信号変換手段と補正
手段とが一体化されレンズ駆動手段２２の駆動量
を補正用信号発生手段の出力に基づき規格化と電
気信号への変換を同時に行つている。

以上の第１、第２実施例は合焦用レンズ駆動手
段１３，１４；２２の制御をその駆動量を検出
し、その検出値に基づき行ういわゆる閉ループ制
御であつた。次にこれを開ループ制御で行う第
３、第４実施例を述べる。

第６図において、変換手段２６はTTL式焦点
検出装置１９の検出々力±Δxを、、交換レンズ側
の補正信号発生手段２４の補正用信号に基づき、
その交換レンズの種類に応じた信号±Δx′に変換
する。制御装置２１はその変換信号±Δx′に従つ
てレンズ駆動手段２２の駆動量を制御する駆動信
号を出力する。この駆動信号に応答してレンズ駆
動手段２２は像面移動量がΔxとなる量だけ合焦
用レンズ１２を駆動する。

なお、この例の如く制御装置２１の駆動出力が
駆動手段２２の駆動量を決定する様な場合には、
駆動手段２２の駆動源としてパルスモータを用
い、制御装置２１は変換信号Δx′に対応した数の
パルス出力を駆動出力として発生する様にすると
よい。

第４実施例の変形例を示す第７図において、制
御装置２１はTTL式焦点検出装置１９の検出し
た像面ずれ量±Δxを入力しそれに対応した数の
パルスを発生する。変換手段２７はこのパルス数
を補正信号発生手段２４の出力に基づき、その交
換レンズ構体の種類に応じた数のパルスに変換す
る。駆動手段２２のパルスモータは変換手段２７
の出力パルスにより像面がΔxだけ移動する様に
合焦レンズ１２を駆動する。

尚、以上の実施例ではモータの如き駆動源を各
レンズ構体側に設置したがこれをカメラ本体側に
設置してもよい。

従つて、本件発明は、以下の効果を奏する。

TTL式焦点検出装置を有するカメラに着脱
可能な交換レンズ鏡筒は、一般的に広角から望
遠まで種々あり、夫々、焦点距離が異なり、且
つ合焦用レンズの繰り出し量及び繰り出し負荷
が夫々異なる。このように、交換レンズ鏡筒毎
に異なる繰り出し量及び繰り出し負荷を各交換
レンズ鏡筒毎に最適なものとする為に、合焦用
レンズのレンズ駆動手段の駆動機構の伝達比が
決定される。

従つて、本件発明では、焦点距離は勿論のこ
と、合焦用レンズの駆動伝達機構の伝達比を考
慮して、焦点距離と伝達比とに無関係となるよ
に同一像面移動量に対して規格化されたパルス
信号を出力するように構成したので、駆動効率
の良いレンズ駆動手段を各レンズ鏡筒毎に設け
られ、正確な合焦動作と迅速な合焦動作を可能
にしている。

また、同一像面移動量に対して規格化された
パルス信号を出力する為に、本件発明では各交
換レンズ鏡筒毎に焦点距離とレンズ駆動手段の
伝達比とに基づいてパルス信号発生パターン部
材のパターン形状を決定しているので、パター
ン形状を変更するだけで簡単にレンズ毎に規格
化パルス信号を発生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は撮影レンズと結像面との関係を示す
図、第２図は本発明の一実施例を示す断面図、第
３図は第２図の交換レンズを詳細に示す斜視図、
第４図は像面移動量信号発生手段の変形例を示す
斜視図、第５図乃至第７図は本発明の第２実施
例、第３実施例及びその変形例を夫々示すブロツ
ク図である。主要部分の符号の説明、１２…合焦用レンズ、
１３…モータ、１４…伝達系、１３，１４…合焦
用レンズ駆動手段、１５…像面移動量信号発生手
段、１９…TTL式焦点検出装置。

Claims

【特許請求の範囲】１撮影レンズの透過光を測定し、所定焦点面と
実際の被写体結像面との像面ずれ量を検出する
TTL式焦点検出手段を有するカメラに着脱可能
であり、焦点距離の異なる各種レンズ鏡筒におい
て、前記各レンズ鏡筒は、前記TTL式焦点検出手段の検出出力に応じて
駆動制御される合焦用レンズと、駆動源と、該駆動源の出力を所定の伝達比でも
つて前記合焦用レンズに伝達して合焦駆動する機
械的伝達手段とから成る合焦用レンズ駆動手段
と、前記レンズ鏡筒の種類により異なる前記機械的
伝達手段の伝達比及び焦点距離に無関係に、前記
各レンズ鏡筒について同一の前記像面ずれ量に対
しては同一の規格化されたパルス信号を、前記合
焦用レンズの移動に伴い発生する為に、該伝達
比、該焦点距離に基づいて設定された所定のパタ
ーン形状を有するパルス信号発生パターン部材
と、該パターンを読み取り該パルス信号を発生す
る読取り手段とから構成された前記各レンズ鏡筒
専用の像面移動量信号発生手段とを備え、前記像面移動量信号発生手段のパルス信号に基
づいて前記合焦用レンズ駆動手段が駆動制御され
ることを特徴とする自動合焦カメラ用レンズ鏡
筒。２前記パルス信号発生パターン部材は、所定の
間隔で反射率の異なるパターンを備えた円板から
なり、前記読取り手段は、前記円板に光を投射し
て前記パターンからの反射光を読み取りパルス信
号を発生することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の自動合焦カメラ用レンズ鏡筒。３前記パルス信号発生パターン部材は、所定の
間隔で電気的パターンを有するパターン部材から
成り、前記読取り手段は、前記パターン部材上を
摺動して電気的パターンを読み取ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の自動合焦カメラ
用レンズ鏡筒。