JPH0760207B2 - 自動合焦装置 - Google Patents

自動合焦装置

Info

Publication number
JPH0760207B2
JPH0760207B2 JP62326981A JP32698187A JPH0760207B2 JP H0760207 B2 JPH0760207 B2 JP H0760207B2 JP 62326981 A JP62326981 A JP 62326981A JP 32698187 A JP32698187 A JP 32698187A JP H0760207 B2 JPH0760207 B2 JP H0760207B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
light receiving
subject
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62326981A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01169419A (ja
Inventor
高見  穣
賢治 佐野
裕信 佐藤
雅彦 谷津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62326981A priority Critical patent/JPH0760207B2/ja
Publication of JPH01169419A publication Critical patent/JPH01169419A/ja
Publication of JPH0760207B2 publication Critical patent/JPH0760207B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はビデオカメラなどに用いて好適な自動合焦装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来、ビデオカメラには、操作性を高めるために、焦点
を調節する手段が設けられている。かかる手段は種々提
案されているが、その一例として、例えば、特公昭46−
28500号公報に開示されているように、カメラから被写
体に向けて発した光線のうち、被写体で反射されて戻る
光を受光して、その受光した光の受光位置を検知するこ
とで測距を行ない、この測距した被写体に合焦するよう
に、撮影レンズの焦点位置を調整する技術が知られてい
る。
第3図にこの原理を示す。
第3図において、1が発光側レンズ,2が受光側レンズ,8
は発光素子,7は受光素子であり、被写体20が距離l1及び
l2にある。発光側レンズ1と受光側レンズ2は、間隔b
(以下基線長という)に保持されている。
被写体20に向けて光線を発し、被写体20で反射されて戻
る光を受光し、受光した光の被写体20の距離l1及び2
違いによる受光位置の違いΔxを検出する。しかし、レ
ンズと発光素子又は受光素子の間隔aは一定に保たれて
いるため、この発光及び受光の光学系の合焦について配
慮されていなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、発光及び受光の光学系は、ある距離の
被写体についてのみ合焦していて、被写体距離が変化す
ると非合焦状態となってしまう点に配慮がされていなか
った。
以下、この点について具体的に述べる。
通常、レンズから成る光学系では、被写体とその像面の
位置関係は一対一に対応している。関係を式で表わす
と、 1/l′+1/a=1/f ……(1) 但しl′:レンズと被写体の距離 a:レンズと像の距離 f:レンズの焦点距離 (1)式の関係を満足していれば、発光素子の像は鮮明
に被写体上に投射され、その大きさは次式となる。
但しD :被写体上の発光素子の像径 D0:発光素子の発光点径 しかし、(1)式の関係がくずれ、非合焦状態となる
と、発光素子の像はボケて次式となる。
但し、l :発光側レンズのピント位置 DL:発光側レンズの有効径 すなわち、(3)式の第2項に示すボケ分の径増加が生
ずる。又、受光側レンズでも同様に、 但しa :受光側レンズのピント位置 a′:受光側レンズと受光素子間隔 D′:受光素子上の発光素子の像径 となり、更にボケ分の径が増加する。
以下、このD′の増加による問題点について第12図を用
い説明する。第12図は、発光素子上の発光素子の像を示
す。各記号の添字1.2はD′が大きい場合と小さい場合
を示す。
Δxは、第3図に示す被写体距離の違いによる受光位置
を示し、受光素子上の発光素子の像の中心位置である。
しかし、実際は被写体の形状,反射率の違い等により像
がΔD′欠落することがある。このとき、本来のΔxに
対し、残った像の別の位置を中心として検出してしま
う。この中心の検出誤差εは、像径D′の大小で以下と
なる。
ε/ε=D1′/D2′ 但しΔD1′/D1′=ΔD2′/D2′ 像径D′と検出誤差εは比例しており、像径D′が大き
くなると、その分検出誤差εが多くなり、自動合焦装置
の被写体に対する合焦精度が低下してしまうという問題
があった。
本発明の目的は、D′の径を小さくして、合焦精度を向
上することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、発光側レンズと発光素子の距離および受光
側レンズと受光素子の間隔を主レンズと連動して被写体
距離に応じた適正な距離に設定する機構を設け、常に合
焦状態を保つことにより、達成される。
〔作用〕
被写体距離に対する発光側レンズと発光素子及び受光側
レンズと受光素子の距離は、(1)式より下式となる。
a=l・f/(l−f) ……(1′) 但し、a:発光側レンズと発光素子の間隔 受光側レンズと受光素子の間隔 f:発光側レンズの焦点距離 受光側レンズの焦点距離 l:被写体距離 被写体距離に応じて発光側及び受光側のレンズが移動
し、常に被写体上にピントが合った状態とすることによ
り、ボケ分によるフレアーをなくすことが出来、受光素
子上の受光スポットを小さく鮮明にし、自動合焦装置の
合焦精度が上がる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図により説明する。
第1図は本発明による自動合焦装置の一実施例を示す上
断面図である。1は発光側レンズ、2は受光側レンズ、
3は発光側レンズ1及び受光側レンズ2,レンズ押16を嵌
合保持し、光軸方向(図示せず)に移動することのでき
るレンズホルダー。4はレンズホルダー3に設けたカム
当り部14に接して、レンズホルダー3を移動するレンズ
移動カム。17は、主レンズ15に設けたAFカム。5は、AF
カム17に沿って光軸方向に移動するカムフォロワー。8
は発光素子、7は受光素子、6は受光素子7を移動する
リンク機構、11はレンズ移動カム4とピン12によりつな
がれたカムリンク。13はレンズ移動カム4を軸まわりに
回転可能に保持する、カムピン。9は、ケースであり、
10はレンズホルダー3をレンズ移動カムへ押圧するため
のバネである。18は、発光素子7から受光側レンズ2を
通って発光側レンズ1及び受光側レンズ2の中心から距
離lmmにある被写体20へ向かう光線、19は被写体20で反
射され受光レンズ2に入射し、受光素子7に達する光線
を示している。
第1図で、AFカム17は主レンズ15の焦点位置に応じてカ
ムフォロワー5との当り面が変化する。カムフォロワー
5が移動することで、リンク機構6を介して受光素子7
が主レンズ15の焦点位置に応じて移動する従来の自動合
焦装置の構成となっている。
第2図を用いて、本実施例の動作を説明する。第2図
は、本実施例で被写体20の位置が、距離l′mmに変化
し、主レンズ15の焦点位置が変化した状態を示す上断面
図である。
構成は、第1図と同じであり、主要な部分に同一の番号
を付してある。
主レンズ15の焦点位置が変化することで、AFカム17とカ
ムフォロワー5との当り面が変化し、受光素子7が移動
する。一方、このカムフォロワー5の移動は、カムリン
ク11によりカムピン13まわりにレンズ移動カム4を回転
移動する。レンズ移動カム4は、カム当り部14よりレン
ズホルダー3を移動させることとなる。
この時のレンズホルダー3の移動量Δaは、下式で表わ
される。
すなわち、Δa=(l−l′)f2/(l−f)・(l′
−f) …(5) ただし、Δa:レンズホルダー3の移動量 f :発光レンズ1及び受光レンズ2の焦点距
離 又、l=∞のときΔa=0である。
このΔaを満足する様にレンズ移動カム4を設定する。
ここで、受光側レンズ2が移動する場合の受光素子7上
での像の移動について第3図及び第4図を用いて説明す
る。
第3図は、間隔bに保持された発光側レンズ1及び受光
側レンズ2が発行素子8及び受光素子7と距離aの位置
に有り、距離l1及びl2なる被写体20に合焦している従来
の自動合焦装置の状態を示す模式図である。
被写体20が距離l1から、l2の被写体20′へ移動すること
により、受光素子7に入射する光線19の傾きは光線19′
へ変化する。そのため受光素子7上での像の中心は7か
ら7′へとΔx変化する。
この変化が被写体20の距離lの変化である。
このΔxは次式で表わされる。
従来Δxに応じて、受光素子7を動かすために、AFカム
17の形状が定められている。
第4図に本実施例で、距離l1なる被写体20に合焦するた
め、発光側レンズ1及び受光側レンズ2が、第3図に示
す位置(実線で示す)1及び2から1″及び2″へ移動
した状態を示す。このため、受光レンズ2に入射する光
線が従来の19から、19″へと変わり、受光素子7上での
像の中心が7から7″へΔy変化することを示してい
る。Δyは次式で表わされる。
(6)式及び(7)式に、発光側レンズ1及び受光側レ
ンズ2の焦点距離f=20mm,基線長b=20mma=f=20mm
の実施例の場合について、被写体距離l1=∞mm l2=10
00mmとした計算結果を示すと、 となり、従来のAFカム17による受光素子7の移動量に約
1/50の補正を行なうことで、従来と、ほぼ同じAFカム17
を用いることができる。
本実施例によれば、被写体20の距離lが変化しても主レ
ンズ15の焦点位置が変化して合焦状態となれば、発光側
レンズ1及び受光側レンズ2と、発光素子8及び受光素
子7の間隔が変化し、被写体20上にボケのない発光素子
8の像を投射し、その鮮明な像を受光素子7上に結ぶこ
とができる。
更に、この発光側レンズ1及び受光側レンズ2の移動に
要する移動機構及び主レンズ15の焦点位置情報を、従来
受光素子7を移動するだけで用いていたカムフォロワー
5を併用する。そのため、主レンズ15の構造は従来とな
んら変わることなく、わずかにAFカム17の変更のみで済
むことである。
次に、本発明の第2の実施例を第5図から第6図を用い
て説明する。
第5図は、本実施例における自動合焦装置を示す横部分
断面図である。第1の実施例である第1図と同じ部分
は、同一の番号を付して説明をはぶく。
本実施例で、第1図と異なるのは、発光側レンズ(受光
側レンズと同一形状のため図示せず)及び受光側レンズ
21に、レンズ側歯車部25及びレンズ側ネジ部23を設け、
レンズ側ネジ部23と係合するネジ部22をケース9に設け
直接発光側レンズ及び受光側レンズ21を保持しているこ
と,主レンズ15にも歯車24を設け、レンズ側歯車部25と
嵌合していることであり、第1図中のレンズホルダー3,
レンズ移動カム,バネ10がないことである。主レンズ15
は、ヘリコイドネジ27により主レンズの一部28に対し、
前玉レンズ29が歯車24と共に主レンズ15の光軸26まわり
に回転して合焦機能をはたす構成となっている。
第6図に、受光側レンズ21の外観図を示す。
レンズ側歯車部25は、主レンズ15の歯車24に対して、主
レンズ15が∞から至近まで焦点距離が変化する間に一定
量(本実施例は1回転)回転する様になっている。ま
た、レンズ側ネジ部23及びネジ部22のネジは、一条ネジ
でありピッチPは、次式で表わされる。
P=受光側レンズの移動距離=0.4 受光側レンズ21が一回転する間に、受光側レンズ21は、
受光素子7に対して、∞から至近までの合焦動作を行な
うのに必要な距離である(5)式のΔaだけ移動する。
尚、主レンズ15が∞合焦時、受光側レンズ21と、受光素
子7の間隔は、受光側レンズ21の焦点距離fと同じとな
る様に組立てられている。
以上の構成から成る自動合焦装置において、その動作を
説明する。
主レンズ15が、合焦動作のため前玉15が回転すると、歯
車24が回転し受光レンズ21を回転させることとなる。受
光レンズ21は、その回転量に応じてネジに従い稼動す
る。その移動量はネジ22のピッチPと合焦距離∞からの
回転角度θ度とすると、 となる。一方、主レンズ15の合焦距離l′すなわち被写
体のある距離は、次式で表わされる。
l′={360・C+(θ−360)・f′}・/θ ……
(8) 但し、C:合焦距離lの至近 f′:主レンズの前玉焦点距離 受光側レンズ21の、移動による合焦距離lは、 となる,但しf:受光側レンズ21の焦点距離 P=f2/(C−f)を用いて変形すると、 l={360・C+(θ−360)f}/θ ……(9′) となる。(8)式及び(9′)式より(3)式のボケ分
の径を決める主レンズ15の合焦距離l′と、受光レンズ
の合焦距離lの差と、lの比(l′−l)/lをとると となる。
C=1000mm,f′=43mm,f=20mmの本実施例の場合、
(l′−l)/lの最大は、θ=0すなわち∞合焦のとき
で、(l′−l)/l=0.29となり、従来の発光側レンズ
の焦点を3mとし、たとえば実際にほぼ∞に等しいと考え
られる。自動合焦装置の最∞寄り距離30m合焦時のl′
−l/l=9と比べても(3)式のボケ分は従来比3%と
大幅に改善されることとなる。
以上述べたように、本実施例では、第1の実施例と同様
に、受光素子7上での像を従来に比べ大幅に鮮明にする
ことが出来る。又、同様に被写体上の発光素子8の像も
鮮明にすることが出来る。
更に、受光側レンズ及び発光側レンズの移動をネジで行
ない、その駆動は歯車で行なう。最近多く用いられてい
る樹脂を使ったレンズの場合、ネジ歯車共に一体に形成
することが可能である。
また、従来にくらべて部品の増加をなくすことが可能で
ある。よって、重量,コストを従来とほぼ同じとするこ
とができる特徴をあわせ持つ。
更に第3の実施例を第7図から第11図を用いて説明す
る。第7図は本実施例における自動合焦装置の上断面図
である。第8図,第9図及び第11図は横部分断面図であ
る。
第1図に示す第1の実施例と同一の構成部材について
は、第1図と同一の番号を付して説明を省く。第1の実
施例と異なるのはレンズ移動カム4及びカムリンク11が
なく、レンズホルダー3に設けたレンズホルダーカムピ
ン30が、主レンズ15に設けたレンズ移動カム31と当接し
ていることである。
第7図及び第8図は、レンズ移動カム31とレンズホルダ
ーカムピン30を、光軸方向(図中矢印32方向)へバネ10
で付勢し押圧している場合の上面図及び側面図である。
本実施例での動作は、第1の実施例と同様に、主レンズ
15の合焦距離に対応して、レンズ移動カム31が回転す
る。このレンズ移動カム31に沿ってレンズホルダーカム
ピン30が光軸方向に移動する。レンズホルダーカムピン
30とつながったレンズホルダー3が光軸方向へ移動する
ことで、発光側レンズ1及び受光側レンズ2と、発光素
子8及び受光素子7の間隔が変わる。レンズ移動カム31
の形状は、(5)式のΔaを満足する様に設計されてい
る。
第9図は、レンズ移動カム31とレンズホルダーカムピン
30の押圧方向を、第8図とは逆の図中矢印33方向とした
例である。
動作は、第7図及び第8図に示す例と同様である。
第10図は、レンズ移動カム31をミゾ形状とし、レンズホ
ルダーカムピン30を矢印34方向に当接させた状態を示し
た部分側面図である。第11図は、このレンズ移動カム31
とレンズホルダーカムピン30を用いた自動合焦装置を示
す側面図である。
レンズ移動カム31は、その両端をテーパー面としてい
る。レンズホルダーカムピン30は先端のカム31と当接す
る部分で球面としてある。レンズホルダーカムピン30
は、バネ10で矢印34方向へ押圧している。
動作は、レンズホルダーカムピン30は、常にレンズ移動
カム31の中心に(テーパ面の傾き角度が左右で同じ場
合)精度良く沿う。主レンズ15の合焦距離に応じてレン
ズホルダー3が移動することは第7図及び第8図の場合
と同様である。
本実施例は、従来の合焦装置との相違点が、レンズホル
ダー3部分だけであり、主レンズ15側もレンズ移動カム
31を装着することで対応可能である。従来の合焦装置か
ら軽微な変更で移動機構を設けることが出来る。ケース
内部の設計自由度が高くケース内部の変更が従来に対し
少なくてすみ、設計が容易である特徴がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、発光側レンズ及び受光側レンズと発光
素子及び受光素子の距離を、被写体距離に応じて適正な
距離に設定することができるので、被写体上及び受光素
子上の発光素子のスポット像のボケをなくし、スポット
径を小さくしたので、合焦精度を向上する効果が有る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示す上断面図、
第3図及び第4図は、自動合焦装置を表わす模式図、第
5図は本発明の第2の実施例を示す横部分断面図、第6
図は第5図の受光レンズの外観図、第8図,第9図及び
第11図は、本発明の第3の実施例を示す横部分断面図、
第7図は第8図の上面図、第10図はカム部分の説明図、
第12図は、受光素子上での発光素子の像を表わす模式図
である。 1…発光レンズ、2,21…受光レンズ、7…受光素子、8
…発光素子、4,31…レンズ移動カム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷津 雅彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−165031(JP,A) 特開 昭62−40410(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光側レンズと発光素子とからなる発光部
    と、受光側レンズと受光素子とからなる受光部と、該発
    光部から発した光線が被写体を照射し、該被写体からの
    反射光線を該受光部で受けて、該受光部で受けた反射光
    線の受光状態に応じて撮影レンズを回動し、該撮影レン
    ズの焦点位置を該被写体に合わせるようにした自動合焦
    装置において、 前記撮影レンズの焦点位置を該被写体に合わせるための
    前記撮影レンズの移動と連動して、前記発光側レンズと
    前記受光側レンズとを夫々その光軸方向に移動させる駆
    動機構を設け、 該駆動機構は、前記撮影レンズの焦点位置が前記被写体
    に合ったとき、前記発光側レンズを前記発光素子の像を
    前記被写体に合焦させる位置に設定し、前記受光側レン
    ズを前記被写体からの反射光線による像を前記受光素子
    に合焦させる位置に設定することを特徴とする自動合焦
    装置。
JP62326981A 1987-12-25 1987-12-25 自動合焦装置 Expired - Lifetime JPH0760207B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62326981A JPH0760207B2 (ja) 1987-12-25 1987-12-25 自動合焦装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62326981A JPH0760207B2 (ja) 1987-12-25 1987-12-25 自動合焦装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01169419A JPH01169419A (ja) 1989-07-04
JPH0760207B2 true JPH0760207B2 (ja) 1995-06-28

Family

ID=18193964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62326981A Expired - Lifetime JPH0760207B2 (ja) 1987-12-25 1987-12-25 自動合焦装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0760207B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5277839B2 (ja) 2008-09-26 2013-08-28 アイシン精機株式会社 フレームモールとベルトモールの締結構造

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59165031A (ja) * 1983-03-10 1984-09-18 Canon Inc 自動焦点カメラ
JPS6240410A (ja) * 1985-08-17 1987-02-21 Canon Inc 焦点検出装置を有した光学系

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01169419A (ja) 1989-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4720632A (en) Synchronizing light beam detector
EP0756187B1 (en) Mechanism for oscillating a lens in an automatic focus detection objective
JPS61251809A (ja) 自動焦点調節装置
US4682886A (en) Distance measuring device
US5258804A (en) Focus detection device having a mechanism for adjusting light-receiving state
JPH0760207B2 (ja) 自動合焦装置
JPS6246175Y2 (ja)
US5758219A (en) Brake apparatus of reciprocally rotating member and mirror braking apparatus in single lens reflex camera
JP3003937B2 (ja) 合焦調節システム
US6564017B2 (en) Mechanism for adjusting an angle of a mirror incorporated in an optical device, and a parallax correcting mechanism of a camera
US4437740A (en) Quick return beam splitter for a single lens reflex camera
JP2649574B2 (ja) 測距用光学系
JP2713235B2 (ja) カメラの撮影レンズ鏡筒
US4974009A (en) Focus detecting device and photographing apparatus provided with the same
JPH1082939A (ja) レンズ鏡筒
JPH02267507A (ja) 自動合焦装置
JPS62222225A (ja) カメラ
JPH0731299B2 (ja) 自動焦点調節装置
JPH06105328B2 (ja) 自動合焦装置
JPS6015613A (ja) Ttl−能動型オ−トフオ−カス機構を備えたズ−ムレンズ
JPH0220813A (ja) レンズ駆動装置
JPS6243610A (ja) 自動焦点装置
JPH04358107A (ja) 位置検出装置
JPS62172311A (ja) 自動合焦装置
JPH0525412U (ja) ズームレンズ光学系のフオーカス機構