JPH0235963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ズームレンズにおけるレンズ移動量
信号発生装置に関する。

焦点検出装置の一つとして、例えば、CCD等
の固体撮像素子でなる一群の受光素子と、同じく
他の一群の受光素子とを一つの基板上の配列した
受光素子を用い、一群の受光素子は撮影レンズの
上半分を通過した結像作用光線を、他の一群の受
光素子は撮影レンズの下半分を通過した結像作用
光線を受光して上記２群の受光素子を走査して得
られる出力分布の位相差を検出することによりデ
フオーカス量を検出するようにしたものがあり、
上記位相差をなくする方向に撮影レンズ光学系を
移動させて自動合焦を行なうようにしたものがあ
る。かかる焦点検出装置に供される交換レンズ
は、距離調節レンズの移動量検出装置を有してい
て、上記焦点検出装置からの制御によつて撮影レ
ンズ光学系が上記位相差をなくす向きに単位量だ
け移動させられるごとにパルス信号を発するよう
になつている。原理的には、このパルス信号を計
数してこの計数値が上記位相差に見合う値になる
まで上記撮影レンズ光学系を移動させればよいわ
けであるが、実際には、合焦精度を向上させるた
めに、撮影レンズ光学系においても前記位相差の
検出及び撮影レンズの制御動作を繰り返えして行
ない、所定の許容範囲内まで合焦されると、装置
の発振を回避するために、上記位相差検出及びレ
ンズ制御の繰り返えし動作を停止するようになつ
ている。

しかるに、上記の如き焦点検出装置を有するカ
メラに供される従来の交換レンズの距離調節レン
ズの位置信号発生装置は、ズームレンズであるか
定焦点レンズであるかに拘らず、結像位置の単位
変化量、即ち、合焦レンズの単位移動量に対して
発せられるパルス信号数が同じになるように設定
されている。従つて、上記焦点検出装置を有する
カメラにズームレンズを装着した場合、ズーミン
グによつて、同一被写体距離に対する距離調節レ
ンズの移動量とフイルム面の結像位置の移動量の
比が変化するに拘らず、レンズの単位移動量に対
するパルス信号数は同じであるから、長焦点がわ
では合焦精度が悪化し、短焦点側では合焦までの
所要時間が長くなり、また、この比は、被写体距
離によつても変化するが、撮影距離の全範囲にお
ける前記比の平均値を定数として制御しているの
で、合焦精度が若干悪化するという不具合があつ
た。

本発明の目的は、ズーミングおよび撮影距離の
全範囲にわたつて合焦精度を向上させると共に、
合焦に要する時間を短縮できるようにしたズーム
レンズのレンズの移動量信号発生装置を提供する
ことにある。

本発明は次のような原理に基づく。

まず、第１図に示された２群ズームの例につい
て説明する。距離調整レンズL₁の焦点距離をF₁、
他のレンズ群L₂の焦点距離をF₂、レンズL₁とレ
ンズ群L₂との主点間距離をＤ、レンズ群L₂の後
面から結像位置Ｓまでの距離、即ち、バツクフオ
ーカスをBFとすると、レンズL₁の移動量△Ｄに
対するバツクフオーカスBFの移動量△BFの関係
式は、 △BF／△Ｄ＝−（F₂／F₁＋F₂−Ｄ）² ……(1) となる。

ここで、F₁とF₂は既知のものであり、ズーミ
ングおよびフオーカシングによるＤを検出するこ
とによつて△BF／△Ｄが演算できる。そして、
バツクフオーカスの移動量△BFは受光素子から
のデフオーカス信号と等価であり、この信号から
△Ｄを演算し、この演算結果に基づいて自動合焦
することができるわけである。

上記(1)式は、第２図に示されているような４群
ズームの場合にも適用することができる。第２図
において、L₁₁は距離調節レンズ、L₁₂は変倍レン
ズ、L₁₃は補正レンズ、L₁₄はマスターレンズであ
る。いま、レンズL₁₁の焦点距離をF₁、レンズ群
L₁₂，L₁₃，L₁₄の合成焦点距離をF₂、レンズL₁₁の
主点とレンズ群L₁₂，L₁₃，L₁₄が合成されたもの
の主点との距離をＤ、バツクフオーカスをBFと
すると、そのときの距離調節レンズL₁₁の移動量
△ＤとバツクフオーカスBFの移動量△BFとの関
係は(1)式で示されるような関係になる。そして、
変倍レンズL₁₂の移動量を検出することによりレ
ンズL₁₂，L₁₃，L₁₄の合成焦点距離F₂及びこれら
のレンズが合成されたものの主点位置を演算する
ことができるし、距離調節レンズL₁₁の移動量を
検出することにより、上記変倍レンズL₁₂の移動
量の検出と併せて主点間距離Ｄを演算することが
でき、さらに、レンズL₁₁の焦点距離は既知であ
るから、ここにおいて前記(1)式の右辺が決定され
ることになる。即ち、これは距離調節レンズL₁₁
の移動量と変倍レンズL₁₂の移動量とを検出すれ
ば、そのときの距離調節レンズL₁₁の移動量△Ｄ
に対するバツクフオーカスBFの移動量△BFを求
めることができることを意味する。

本発明は、以上のような原理に基づき、距離調
節レンズの移動量と変倍レンズの位置を検出し
て、そのときのレンズ系全体の倍率乃至は焦点距
離における距離調節レンズの移動量△Ｄに対する
バツクフオーカスの移動量△BFの関係を演算し、
その結果を所定の焦点検出回路に導入することに
より、そのときのレンズ系全体の倍率乃至は焦点
距離に適した精度で、また、迅速に合焦動作を行
ないうるようにしたことを特徴とする。

次に、本発明の実施例について説明する。

第３図において、距離調節レンズL₁₁、変倍レ
ンズL₁₂、補正レンズL₁₃、マスターレンズL₁₄か
らなるレンズ系は、前に説明した第２図のものと
同様に４群ズームを構成している。距離調節レン
ズL₁₁には距離調節レンズ位置検出手段１が設け
られ、変倍レンズL₁₂には変倍レンズ位置検出手
段２が設けられている。これらの位置検出手段
１，２は、ポテンシヨメータでなり、各レンズ
L₁₁，L₁₂の位置に対応した電気信号を出力するよ
うになつている。各レンズ位置検出手段１，２の
出力信号は演算回路３に加えられるようになつて
いる。演算回路３は、距離調節レンズL₁₁の位置
信号と変倍レンズL₁₂の位置信号に基づいて、前
述のレンズL₁₂，L₁₃，L₁₄の合成焦点距離F₂、主
点間距離Ｄを求め、さらに、これらの値とレンズ
L₁₁の既知の焦点距離F₁に基づき、そのときの距
離調節レンズL₁₁の移動量△Ｄに対するバツクフ
オーカスの移動量△BFの関係、即ち△BF／△Ｄ
を求めてこれを出力する。この演算回路３の出力
は図示されない焦点検出回路に導入され、焦点検
出回路によつて検出されたデフオーカス量に対す
る距離調節レンズL₁₁の制御係数として供される。
即ち、いま、一定の被写体距離に対する一定のデ
フオーカス量が検出されているものとすると、△
BF／△Ｄが大きいときは、距離調節レンズL₁₁の
移動量を密に制御し、△BF／△Ｄが小さいとき
はレンズL₁₁の移動量を粗に制御する。こうする
ことにより、高度の合焦精度が要求される長焦点
がわにあるときはレンズL₁₁の移動量が密に制御
されて高度の合焦精度が得られるし、あまり高度
の合焦精度が要求されない短焦点がわでは大まか
な合焦が行なわれる代りに迅速な合焦が行なわれ
ることになる。また、被写体距離に対する△
BF／△Ｄが求まるので、被写体距離による制御
係数によつて撮影距離の全範囲において高精度な
合焦が可能であり、測距回数も減らすことができ
る。

第４図の実施例は、前に第１図について説明し
たものと同様に、距離調節レンズL₁と他のレン
ズL₂とを有してなる２群ズームの場合を示して
いる。レンズL₂はその保持枠に固植されたピン
４が固定筒５の長溝６を貫くことにより光軸Ｏ−
Ｏ方向に移動することができるようになつてい
る。レンズL₁は保持枠７によつて保持され、保
持枠７はそのヘリコイド雄ねじ８が、固定筒５内
に遊嵌されたリング９のヘリコイド雌ねじ１０に
螺合されている。リング９にはピン１２が固植さ
れ、ピン１２は固定筒５の長溝１３を貫くことに
より光軸Ｏ−Ｏ方向に移動しうるようになつてい
る。上記ピン４，１２の先端部はそれぞれカム筒
１４に形成されたカム溝１５，１６に嵌まつてい
る。カム筒１４は所定のズームリングを回動操作
することにより光軸Ｏ−Ｏの周りに回動するよう
になつており、これに伴い、カム溝１５に従つて
レンズL₂が、また、カム溝１６に従いレンズ９
及びレンズL₁が光軸Ｏ−Ｏ方向に移動してズー
ミングが行なわれるようになつている。また、保
持枠７は、所定の距離調節リングの回動に伴つて
回動するようになつており、その結果、ヘリコイ
ドねじ８，１０に沿つて保持枠７と一体的にレン
ズL₁が光軸Ｏ−Ｏ方向に移動し、距離調節が行
なわれるようになつている。レンズ保持枠７には
歯車１７が形成されており、この歯車１７には、
距離調節レンズ移動量検出手段１の軸上に固装さ
れた歯車１８がかみ合つている。同様に、カム筒
１４にも歯車１９が形成され、この歯車１９には
変倍によるレンズ位動量検出手段２の回転軸に固
装された歯車２０がかみ合つている。なお、歯車
１７と１８は平歯車となつていて、レンズ保持枠
７の移動の妨げとならないようになつている。

いま、カム筒１４の回動によつてズーミングが
行なわれると、変倍によるレンズの移動量が検出
手段２によつて検出される。また、距離調節レン
ズL₁₁を移動させるとその移動量が検出手段１に
よつて検出される。このようにして検出された信
号は第３図について説明した通り、演算回路に導
入されて△BF／△Ｄが求められ、この値に応じ
て合焦が行なわれることになる。

本発明によれば、距離調節レンズの位置検出信
号と、変倍レンズの位置検出信号からの演算結果
の信号に基づいて合焦を行なうようにしたから、
高度の合焦精度が要求される場合には精密な合焦
動作が行なわれ、また、高度の合焦精度が要求さ
れない場合は大まかな合焦動作が行なわれる代り
に迅速な合焦動作が行なわれるという効果を奏す
る。換言すれば、ズームレンズが長焦点がわにあ
るか短焦点がわにあるかによつて、その特性に応
じ適した精度で無駄のない合焦動作を行なわせる
ことができることになる。また、被写体距離に応
じた制御係数を演算できることによつて測距回数
を減らすことができ、迅速な合焦が可能となる。

本発明が供せられる焦点検出装置の検出方式は
特に特定のものに限られるものではなく、あらゆ
る検出方式のものに適用可能である。

そのほか、特許請求の範囲を逸脱しない限り自
由に設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明するための光学配
置図、第２図は同じく別の例を説明するための光
学配置図、第３図は本発明の一実施例を示す光学
配置及び信号系統のブロツク図、第４図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 L₁，L₁₁…距離調節レンズ、L₁₂…変倍レンズ、
L₁₃…補正レンズ、F₁…距離調節レンズの焦点距
離、Ｄ…主点間距離、BF…バツクフオーカス、
１…距離調節レンズの位置検出手段、２…変倍レ
ンズの位置検出手段、３…演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受光素子からのデフオーカス信号により距離
   調節レンズを制御して自動的に焦点調節を行うズ
   ームレンズにおいて、 距離調整レンズの位置を検出する第１の検出手
   段と、変倍レンズの位置を検出する第２の検出手
   段とを備え、前記第１、第２の検出手段からの信
   号により算出されるレンズの主点間距離Ｄ、デフ
   オーカス信号△BF、距離調節レンズの焦点距離
   F₁、および変倍レンズの焦点距離F₂により距離
   調節レンズの移動量△Ｄ、および△BF／△Ｄを
   式 △Ｄ＝−△BF／（F₂／F₁＋F₂−Ｄ）² により演算し、自動焦点制御部に加えることを特
   徴とするレンズ移動量信号発生装置。