JPH0320809Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、全撮影距離範囲内に含まれる特定の
距離範囲を選択可能であつて、選択された距離範
囲にある被写体に合焦するように撮影レンズを駆
動する自動合焦装置に関する。 自動合焦装置の焦点整合の迅速化、主要被写体
以外の物体の突入や手振れ等による測距部位のズ
レにより不必要に撮影レンズを駆動する事の防
止、あるいは撮影光軸上に距離をおいて複数の被
写体があり、そのうちの特定の被写体に合焦させ
たい時等の為に、全撮影距離範囲をいくつかの範
囲に分割すること、即全撮影距離範囲に対応する
撮影レンズの全駆動範囲をいくつかの範囲に分割
し、選択された距離範囲にある被写体に合焦する
よう、換言すれば選択された距離範囲外にある被
写体に合焦しないよう撮影レンズの駆動を制限す
る提案は既になされている。 しかし、全駆動範囲をいくつかの範囲に分割し
た場合、例えば次の表１に示すQ₁〜Q₂、Q₂〜
Q₃、Q₃〜Q₄というように３つの距離範囲に分割
し、目的とする被写体がQ₁〜Q₂の間に存在する
ような場合には操作スイツチを「近」に設定し、
Q₂〜Q₃の間の場合は「中」、Q₃〜Q₄の間の場合
は「遠」にそれぞれ設定し、選択された距離範囲
に対応する範囲内に撮影レンズの移動を制限する
構成においては、各距離範囲の端部に相当する部
分で撮影レンズの移動を制限しなければならず、
選択される各距離範囲ごとに２つずつ撮影レンズ
の制限手段を設けなければならない。すなわち、
機構が複雑になるという欠点を有していた。

【表】 ところで、撮影距離と、その近傍における撮影
レンズの移動量を考察すると、次のような事がわ
かる。いま、カメラの焦点面から被写体までの距
離、すなわち撮影距離をｙ、撮影レンズの焦点距
離をｆ、撮影レンズの無限位置からの移動量（レ
ンズ繰り出し量）をｘとすると、ｙ＞＞ｘの時、 ｙ＝2f＋f²／ｘ のような関係が得られる。 この関係を図示すると第１図のようになり、至
近付近では、撮影距離の単位移動量△ｙの割に、
撮影レンズの移動量△xnが多く、逆に無限付近
では、△ｙの割に△ｘ∞が小ないことがわかる。
すなわち、被写界のある単位長さを走査する場
合、至近付近では、無限付近に比べてはるかに多
くの走査時間を必要とすることを示している。 以上の考察の基に、本考案は、撮影範囲を制限
する手法において、表１の如く全走査範囲をいく
つかの領域に単純に分割するようなことはせず、
走査可能な範囲を、走査に長時間を要するところ
の至近側のみ制限しうるようにし、走査を短時間
で行ないうる無限遠側は常に無限遠点までの走査
可能範囲としておくことにより、走査の効率をあ
まり低下させることなしに、簡易な手段で前述し
た従来の手法の欠点を解決しうるような自動合焦
装置を提供することを目的とする。 以下、本考案の実施例を図面に拠つて説明す
る。 第２図には、右端に本考案による自動合焦装置
を備えたカメラ１が図示され、カメラ１から見て
至近位置をP₁.∞位置をP₅とし、そして至近位置
P₁から∞位置P₅へと境界点を順番にP₂，P₃，P₄
としてカメラ１の被写界の焦点整合可能な範囲を
適当に４分割している。 第３図は、本考案の一実施例の原理図で、撮影
レンズ２の光軸に関して対称に一対の再結像レン
ズ３，４が配置され、これにより撮影レンズ２の
透過光束の一部は再結像レンズ３，４を介して一
対の光電素子５，６の受光面上に夫々導かれる。 一対の光電素子５，６は像位置検出用の光電変
換器として作用するものであり、具体的には光電
素子アレイから成る。処理回路７は、一対の光電
素子アレイからの出力信号を端子ａ、ｂから入力
し、これを比較することにより前ピン、後ピン、
及び合焦状態の判断をし、その結果に基づいて、
端子ｄ、ｅでつながつたモーター駆動回路８を介
しこの回路８と端子ｆ、ｇでつながつたモーター
９を駆動させ、ギヤヘツド１０の回転により撮影
レンズ２を合焦位置に動かす。本実施例では、モ
ーター９は撮影レンズ２を全範囲にわたつて等速
度で駆動する。 一方、導電部材１１は撮影レンズ２に連動して
動く部材で、撮影レンズ２がP₁にあるものに焦
点整合された駆動位置（以下、P₁に対応する位
置の如く言う）にある時には導電部材１１は電気
接点１３の位置に、P₂に対応する位置にある時
には電気接点１４の位置に、P₃に対応する位置
にある時には電気接点１５の位置に、P₄に対応
する位置にある時には電気接点１６の位置に、
P₅に対応する位置にある時には電気接点１７の
位置に導電部材１１が来るようになつている。こ
の導電部材１１が電気接点１３，１４，１５，１
６，１７のうちいずれか１つと接した場合、電気
接点１２は導電部材１１を介してその接した電気
接点と等電位になる。 電気接点１３は常にVccの状態にあり、電気接
点１７は常にグランドの状態にある。それ以外の
電気接点１４，１５，１６は撮影距離範囲を選択
するための操作部材１９によつて、それぞれ、
Vcc、オープンのいずれかの状態になる。電気接
点１３〜１７の状態は導電部材１１を介して電気
接点１２に伝えられ、この情報は導線１８を通し
て入力端子ｃから処理回路７に伝達される。処理
回路７は導線１８の出力信号がVccの時はモータ
ー駆動回路８を介して、撮影レンズ２から至近側
から∞側に（図中右方へ）向かつて動くようにモ
ーター９を回転させる信号を出力し、導線１８の
出力信号がグランドの時は、撮影レンズ２が∞側
から至近側に（図中左方へ）向かつて動くように
信号を出力する。なお、処理回路７およびモータ
ー駆動回路８に関する詳しい説明は、第４図、第
５図を用いて後で行う。 撮影距離範囲を選択するためのスイツチ部分の
構成を説明すると、この選択スイツチ部分は操作
部材１９によつてS₁，S₂，S₃，S₄の４段階を選択
する事ができるようになつている。絶縁性の操作
部材１９には導電部材２０が固定され、そしてス
イツチ部分は、その他、Vccが印加された電気接
点２１、電気接点２２〜２５（破線で示された接
点はなくてもよい。）を含んでいる。 第３図は、操作部材１９がS₃に設定されている
状態を示している。この状態においては、操作部
材１９に固定されている導電部材２０が電気接点
２４に接していて、従つて電気接点１５にはVcc
が、接点１７にはグランドがそれぞれ印加されて
いる。従つてこの状態では導電部材１１は電気接
点１５と１７の間を動くことになり、撮影レンズ
２はP₃とP₅に対応する位置の間を動くことにな
る。なお、撮影レンズ２の初期位置が、P₃とP₅
に対応する位置の間にない場合でも、１度P₃に
対応する位置を通過すれば、以後は所望の範囲内
のみを動く、このことについては後で詳述する。 以下同様にして、操作部材１９をS₄に設定する
と、電気接点１６がVccに、接点１７がグランド
になつて、導電部材１１は電気接点１６と１７の
間を動き、操作部材１９をS₂に設定すると、電気
接点１４がVccに、接点１７がグランドになつて
導電部材１１は電気接点１４と１７の間を動くこ
とになる。また操作部材１９をS₁に設定すると、
電気接点１３がVcc、接点１７がグランドに常時
接続されており、接点１４〜１６はオープン状態
となるので、導電部材１１は電気接点１３と１７
の間を動くことになる。 これらの関係を、表を用いて表わすと次の表２
のようになる。

【表】 この表２に示すように、走査可能な範囲を、走
査に長時間を要するところの至近側のみ制限しう
るようにし、走査を短時間で行ないうる無限側は
常に走査可能範囲としておくことにより、たとえ
ば被写体が相当広い範囲を動き回るような場合に
おいても、走査効率の悪い至近側にあつて、且つ
被写体の存在しない部分を制限できるため、時間
的に効率の高い実用的な走査が可能である。ま
た、制限が片側であるため、撮影者の走査範囲の
設定にまつわる繁雑さは半減され、走査範囲の設
定を迅速に行なうことができる。 上記実施例において、再結像レンズ３，４、光
電素子５，６、処理回路７は、カメラボデイに装
着されるフアインダに設けられる。本明細書中で
はカメラボデイ自身を、あるいは交換フアインダ
をカメラボデイに着脱可能とした場合にはカメラ
ボデイと交換フアインダを併せてカメラと呼ぶ。
上述した実施例は要素３〜７と電源（第５図参
照）とをカメラに設け、それ以外の要素を全てカ
メラに着脱可能な交換レンズ鏡筒に設けた例を示
しており、接点ｃ、ｄ、ｅはレンズ鏡筒とカメラ
との電気的な接続を行なうものである。 第４図は、第３図に示した処理回路７の例で、
図中の入出力端子ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは第３図と
共通である。入力端子ａ、ｂにはそれぞれ光電素
子５，６からの出力が入力される。それらの値は
一方では差動アンプ１００を介してコンパレータ
ー１０１，１０２に入力され、閾値電圧Vr⁺，
Vr^-と比較される。従つて、入力端子ａ、ｂの電
位差が閾値電圧Vr^-よりも高く、なおかつVr⁺よ
りも低い時には、これを合焦状態と見なし、コン
パレーター１０１，１０２は共にＨを出力する。
又これ以外の時、すなわち前ピン状態の時はコン
パレーター１０２がＬを出力し、後ピン状態の時
はこの逆となる。又他方ではコンパレーター１１
１，１１２に入力され、閾値電圧Vr⁺と比較され
てその出力をANDゲート１１３に入力する。従
つて、被写体像が明るく、入力端子ａ，ｂの電位
が共に閾値電圧Vr⁺を越えた時はコンパレーター
１１１，１１２がＨを出力し、従つて、ANDゲ
ート１１３はＨを出力する。又その他の時は
ANDゲート１１３はＬを出力する。そして、上
記のコンパレーター１０１，１０２及びゲート１
１３の出力はNANDゲート１１４に入力される
ため、ゲート１１４は焦点整合時にはＬを、他の
場合はＨを出力する。従つて、ゲート１１５，１
１６はゲート１１４の出力がＬの時は、フリツ
プ・フロツプ１１０の出力によらず共にＬを出力
し、又ゲート１１４の出力がＨの時は、フリツ
プ・フロツプ１１０の出力を出力する。又、コン
パレーター１０１，１０２の出力はゲート１０
８，１０９にも入力され、フリツプ・フロツプ１
１０を介して、モーター９の回転方向を指示する
信号として出力される。 又、入力端子ｃには撮影レンズ２の位にしたが
つて、Vcc、オープン、グランドのいずれの状態
が印加され、そしてゲート１０３，１０４はフリ
ツプ・フロツプ１１０のＱと出力、及びＣ入力
によつて変化するトルランジスタ群の出力を受
け、フリツプ・フロツプ１１０の出力を反転させ
る。いま、端子ｃがオープンの状態では、ゲート
１０３，１０４には導線１０５，１０６を通して
Vccが入力されているが、端子ｃにVccが印加さ
れると、ゲート１０４は導線１０６を通してグラ
ンドが入力されるため、フリツプ・フロツプ１１
０の出力がＬの時、すなわちモーター９が撮影
レンズ２を無限から至近の方向に駆動させている
時に限り、ゲート１０４の出力はゲート１０９を
介してフリツプ・フロツプ１１０の出力を反転さ
せる。なお、端子ｃがVccに印加されても、モー
ター９の回転方向が逆の場合にはフリツプ・フロ
ツプ１１０は反転しない。同様にして、端子ｃに
グランドが印加されると、ゲート１０３には導線
１０５を通してグランドが入力されるため、モー
ター９が撮影レンズ２を至近から無限の方向に駆
動させている時に限り、ゲート１０３の出力はフ
リツプ・フロツプ１１０の出力を反転させる。か
くして、ANDゲート１１５，１１６にはフリツ
プ・フロツプ１１０及びゲート１１４の出力が入
力され、その出力は端子ｄ、ｅに伝えられる。端
子ｄ、ｅは、焦点不整合状態においては、撮影レ
ンズ２を駆動させる方向にしたがつてＨ、Ｌいず
れかの互いに異なる信号を出力する。焦点整合状
態においては、端子ｄ、ｅはともにＬになる。 第５図は、第３図に示したモーター駆動回路８
の例で、図中の入力端子ｄ、ｅは第３図及び第４
図と共通であり、又出力端子ｆ、ｇは第３図と共
通できる。 端子ｄ、ｅがともにＬのときは、トランジスタ
１２０及び１２２はオフとなり、トランジスタ１
２１と１２３がONになるため端子ｆ、ｇが短絡
され、その間に接続されたモーター９は停止す
る。端子ｄがＨで、端子ｅがＬを出力するとき
は、トランジスタ１２１と１２２がオンで、トラ
ンジスタ１２０と１２３がオフとなつて電流は端
子ｇからモーター９を介して端子ｆへと流れ、モ
ーター９は撮影レンズ２を第３図左方へ移動させ
るように回転する。端子ｄがＬで、端子ｅがＨを
出力するときは、この逆となる。 第３図〜第５図の説明に基づいて、こゝで作動
を説明する。 例として、撮影レンズ２がP₁に対応する位置
とP₂に対応する位置の間にあり、被写体がP₃と
P₅の間にあり、選択距離範囲は第３図の如く操
作部材１９がS₃に設定されているような初期状態
から考える。 モーター９の回転はフリツプ・フロツプ１１０
の初期状態につて決まる。例えば、フリツプ・フ
ロツプ１１０の出力ＱがＬで、出力がＨで且つ
非合焦状態ならば、端子ｄがＬ、端子ｅがＨを出
力する。よつてモーター９は撮影レンズ２を第３
図右方へ移動させるように回転する。そして撮影
レンズ２がP₃に対応する位置を越える、すなわ
ち導電部材１１が電気接点１５を越えると、その
後端子ａとｂの出力が等しくなり、端子ａ、ｂと
もにある程度の出力を有していると合焦状態とい
うことになる。従つて、処理回路７の出力端子
ｄ、ｅの出力がともにＬとなつて、モーター９が
停止する。 又、上記初期状態において、フリツプ・フロツ
プ１１０の初期状態が、出力ＱがＨ、出力がＬ
を出力するような状態であると、端子ｄがＨ、端
子ｅがＬを出力する。よつてモーター９は撮影レ
ンズ２を第３図左方へ移動させるように回転す
る。そして撮影レンズ２がP₁に対応する位置に
至る、すなわち導電部材１１が電気接点１３に至
ると、端子ｄがＬ、端子ｅがＨに反転し、従つて
今度は撮影レンズ２が第３図右方へ移動しだす。
こうして撮影レンズ２がP₃に対応する位置を越
え上述と同じく合焦状態となつて、処理回路７の
出力端子ｄ、ｅともにＬを出力するようになりモ
ーター９が停止する。 このように撮影レンズ２がどのような初期位置
にあろうと、撮影レンズ２は選択距離範囲に対応
する駆動範囲に入つてきてこの中で合焦状態に至
る。 なお、撮影レンズ２が初期位置において選択距
離範囲内になく、駆動開始後でなおかつ選択距離
範囲内に入る以前に被写体を検出して合焦した場
合には、当然の事ながら、その位置で駆動は停止
される。 そこで、その被写体が撮影者の所望する被写体
でない場合には、測距方向をその被写体からずら
してやれば、再び駆動を始め、選択距離範囲の境
界位置まで再度合焦をする事なく駆動されれば、
その後選択距離範囲内に入り、後は所定の選択距
離範囲内のみを駆動される。 次に第６図は、第３図に示した原理の実施例を
その一部を除いて具体化したものを示し、外カバ
ー２６，２７を持つレンズ鏡筒には第３図の要素
３〜７と第５図の電源を除いて他の要素が設けら
れている。外カバー２６の部分には、第３図にお
けると同じ番号で示された撮影範囲選択用の操作
部材１９が摺動可能に設けられ、これの円周方向
への摺動により開口窓の大きさを変え選択撮影範
囲を示す表示部２８上の表示（例えばP₁，P₂，
P₃，P₄，∞で示す）を見え隠れされる。第６図
の状態は第３図の状態に対応しており、P₃〜∞
（P₅）が撮影範囲として選択されていることを示
している。撮影範囲選択用のこのスイツチ部分の
構成を第６図のＡ−Ａ断面図である第７図でもう
少し詳しく説明する。操作部材１９と共に動く第
３図と同じ番号で示す導電部材２０は、第３図に
図示の電気接点２１〜２５に相当する電気接点群
２９の上を動く。この接点群２９は表示部２８、
若しくは外カバー２６などの固定部材に固定され
ている。又、操作部材１９はクリツク３０により
表示部２８上の表示に対応した位置で確実に止ま
るようになつている。なお、第６図に示す信号伝
達用の接点３１〜３３は第３図の端子ｃ〜ｅに対
応するものである。 なお、本実施例においては、被写界の撮影距離
範囲を４段階に制限した場合の例を記載したが、
この段階数に関しては、４段階以上でも以下であ
つても、それに対応した撮影範囲選択スイツチを
設けることにより実施可能であり、又、摺動抵抗
のようなものを用いて、撮影距離範囲を連続的に
選択できるようにすることも実施可能であること
は言うまでもない。 又、本実施例ではシヤツタレリーズ前に常に動
きまわる被写体に追随して選択距離範囲内で合焦
するように撮影レンズを駆動させているか、シヤ
ツタレリーズ前に選択された距離範囲内にある目
的とする被写体までの距離を検出しておいて、シ
ヤツタボタン押圧後シヤツタレリーズの直前に初
めて撮影レンズを駆動して撮影レンズを合焦位置
に導き、その後シヤツタレリーズがなされる形式
であつてもよい。この場合でも本考案のようにす
れば距離範囲の選択が迅速にできると共に走査の
効率もよい。 制限を示す信号についても本実施例ではVcc、
とグランドを用いたが互に識別可能であれば信号
のいかんはとわない。 測距方式に関しても、本実施例ではTTL方式
を用いて説明を行つたが、外光式やアクテイブ方
式等の他の測距方式を用いた自動合焦装置におい
ても実施可能である。 以上のように、本考案によれば全走査範囲のう
ち至近側にいくつか制限を設け、撮影レンズを至
近側のみにて制限することにより、走査の効率を
あまり低下させることなしに、簡単な手段で撮影
レンズの走査範囲を選択できる。特に走査時間の
短縮化ということが大きな問題となるレンズ繰出
量の大きい長焦点レンズ鏡筒においては、至近側
の使用頻度の少ない事を考え合わせれば、この至
近側のみを制限するという思想は大きな利点を有
することになる。 又、要素３〜６等からなる焦点検出手段や要素
７等からなる制御手段をカメラに設け、要素８〜
10等からなる駆動手段や要素11〜17、19〜25等か
らなる選択手段とを交換レンズ鏡筒に設ければ、
どのような自動焦点調節用交換レンズを装着して
もカメラの焦点検出手段及び制御手段によつて自
動焦点調節を行なうことができ、しかも焦点距離
やレンズ繰出量等の異なる各種の交換レンズごと
に適切な距離範囲を設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、撮影距離と撮影レンズの移動量の関
係を表わす図で、第２図は、被写界の空間的位置
を示す図であり、第３図は、本考案による実施例
の原理を示す図であり、第４図は、処理回路の例
を示す回路図であり、第５図は、モーター駆動回
路の例を示す回路図であり、第６図は、本考案に
よる装置を一部を除いてレンズ鏡筒内に組み込ん
だ場合のレンズ鏡筒の具体例の外観を示す図であ
り、第７図は、第６図に示した鏡筒のＡ−Ａ断面
における断面図である。 主要部分の符号の説明、焦点検出手段……３〜
６、駆動手段……８〜１０、選択手段……１１〜
１７，１９〜２５，２７〜２９、制御手段……
７。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 光軸方向に移動可能な撮影レンズと、 該撮影レンズの透過光より焦点調節状態を検出
   して前記撮影レンズを光軸方向に沿つた合焦位置
   へ駆動する焦点調節手段と、 前記撮影レンズの光軸方向への移動にて合焦可
   能な全撮影距離範囲の至近側距離範囲限界に対応
   する位置に配置され、第１の電気信号を出力する
   第１の電気接点と、 前記撮影レンズの全撮影距離範囲の無限遠側距
   離範囲限界に対応する位置に配置され、第２の電
   気信号を出力する第２の電気接点と、 前記撮影レンズの光軸方向の移動に連動する移
   動接点を有し、該移動接点が前記第１の電気接点
   と接触した時に第１の電気信号を前記焦点調節手
   段に伝達して前記撮影レンズの駆動方向を前記第
   ２の電気接点に向かう方向へ反転せしめ、該移動
   接点が前記第２の電気接点と接触した時に第２の
   電気信号を前記焦点調節手段に伝達して前記撮影
   レンズの駆動方向を前記第１の電気接点に向かう
   方向へ反転せしめる制御手段と、 前記移動接点が接触可能なように前記第１の電
   気接点と前記第２の電気接点との間に配設された
   複数の別の電気接点と、 手動操作部材と、 該手動操作部材の操作に連動して前記別の電気
   接点のいずれかに前記第１の電気信号を出力せし
   める選択手段とを有し、 第１の電気信号を出力する前記別の電気接点の
   いずれかと、第２の電気信号を出力する前記第２
   の電気接点との間から外へ前記撮影レンズが駆動
   されることを制限することを特徴とする自動合焦
   装置。 前記選択手段は、選択される距離範囲の至近側
   の走査範囲限界が連続的に異なるように距離範囲
   を選択する実用新案登録請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の自動合焦装置。