JPH09120026A - 自動合焦用レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なるタイプのコンバージョンレンズを装着
した場合であっても、正常に合焦動作を行う自動合焦用
レンズ鏡筒を提供する。 【解決手段】 コンバージョンレンズの装着が可能な自
動合焦用レンズ鏡筒において、光軸方向に移動すること
により光学系の合焦を行う合焦用レンズ群（１）と、コ
ンバージョンレンズの光学特性に依存する補正係数を少
なくとも１つ含む演算式より、前記合焦用レンズ群の移
動量を演算する演算回路（３）とを備え、演算回路は、
少なくともコンバージョンレンズの光学特性を含む情報
をコンバージョンレンズより取得し、その情報に基づき
補正係数の値を定め、コンバージョンレンズから情報を
取得することが不可能な場合は、補正係数を所定の定数
に定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動合焦用レンズ
鏡筒に関し、特に、コンバージョンレンズの装着が可能
な自動合焦用レンズ鏡筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動合焦用レンズ鏡筒
は、合焦用レンズ群と、光学系のデフォーカス量を検知
する検知部と、デフォーカス量から合焦用レンズ群の移
動量を算出する演算回路等を備え、以下に示す手順によ
り自動合焦動作を行っていた。

【０００３】はじめに、検知部は、外部操作によりカメ
ラボディ側に設置されている自動合焦用のスイッチが投
入されると、光学系の合焦状態から光学系のデフォーカ
ス量を検知し、その結果を演算回路に伝達する。演算回
路は、伝達されたデフォーカス量から光学系の合焦用レ
ンズ群の移動量を演算する。このときに、演算回路は、
以下の近似式に基づいて合焦用レンズ群の移動量を演算
する。 X=A×def/(1-def/B) ・・・（１） ただし、Ｘは合焦用レンズ群の移動量、ｄｅｆは検知部
が検知したデフォーカス量、ＡとＢはレンズ鏡筒の光学
特性によって一定の値に決まる補正係数（以下、「係
数」という）である。

【０００４】演算回路は、求められた移動量Ｘを合焦用
レンズ群を駆動する駆動機構に伝達し、駆動機構は、合
焦用レンズ群を移動量Ｘだけ駆動する。次に、再度検知
部がデフォーカス量を検知し、その量が許容範囲内であ
れば、合焦が達成されたとして一連の合焦動作は終了さ
れる。逆に、その量が許容範囲外であれば、上記の動作
が再度繰り返される。

【０００５】ところで、上述した演算回路としては、一
般にデジタル回路が用いられているために、係数Ａ、Ｂ
は、有限のビット数に合わせて量子化された後に演算回
路に記憶されている。従って、演算回路が使用する係数
Ａ、Ｂは、真値に対して若干の誤差を有している。そこ
で、次に、このような係数Ａ、Ｂの誤差が、演算結果に
対して及ぼす影響を図４及び図５を用いて説明する。

【０００６】図４及び図５は、任意の位置にある合焦用
レンズ群を式（１）により演算された移動量に従い合焦
動作させた後の光学系の残余デフォーカス量を示したも
のである。それぞれの図の横軸は、合焦動作前のデフォ
ーカス量を示し、縦軸は、合焦動作後の残余デフォーカ
ス量、すなわち合焦動作の誤差を示す。なお、図４は、
係数Ａ、Ｂとして真値を用いて式（１）を演算した場合
の結果を示しており、図５は、実際のレンズ鏡筒におい
て使用される量子化された係数Ａ、Ｂに基づいて式
（１）を演算した場合の結果を示している。

【０００７】図４より明らかであるように、係数Ａ、Ｂ
として真値を用いた場合は、合焦動作後の残余デフォー
カス量、すなわち合焦動作の誤差は皆無に近く、式
（１）の精度が高いことが示されている。一方、係数
Ａ、Ｂとして量子化され、誤差を含む値を使用した場合
は、図５に示すように大きな残余デフォーカス量が発生
する。このように、量子化による係数Ａ、Ｂの誤差は極
めて小さいにも関わらず、残余デフォーカス量が非常に
大となるために、正確に合焦用レンズ群を合焦位置に位
置決めすることが大変困難となる。

【０００８】一方、従来は、検知部が検知することので
きるデフォーカス量が比較的小さな値に限定されていた
ために、デフォーカス量が大きい場合は、検知部が検知
可能となる位置まで合焦用フォーカスレンズ群が移動
し、その後に小さなデフォーカス量の範囲内のみで上述
した一連の自動合焦動作を行っていた。従って、式
（１）は、検知部が検知できるデフォーカス量の範囲内
（例えば、図５中の範囲Ｌ１）においてある程度の精度
が保証されれば十分であった。

【０００９】しかし、検知部は、最近の技術進歩により
その性能を向上させ、検知可能なデフォーカス量を増大
させている（例えば、図５中の範囲Ｌ２）。この結果、
上述した係数Ａ、Ｂの誤差に起因する合焦動作の不正確
さが、レンズ鏡筒の性能に大きな影響を与えることとな
った。そこで、最近は、式（１）に代わり次に示す式を
用いて合焦用レンズの移動量を定めるようになった。 X=A×def/(1-def/(B(1-def/C))) ・・・（２） ただし、Ｃはレンズ鏡筒の光学特性によって一定の値に
決まる係数である。

【００１０】図６は、任意の位置にある合焦用レンズ群
を式（２）により演算された移動量に従い合焦動作させ
た後の光学系の残余デフォーカス量を示したものであ
る。図中の横軸は、合焦用レンズ群の合焦動作前のデフ
ォーカス量を示し、縦軸は、合焦動作後の残余デフォー
カス量を示す。なお、ここでは、式（２）の係数Ａ、
Ｂ、Ｃに量子化された値を用いている。図６に見られる
ように、係数Ａ，Ｂ，Ｃに量子化されたデータを用いた
場合は、式（２）に基づき演算を行い合焦動作を行った
場合の方が、式（１）を用いた場合よりも動作後の残余
デフォーカス量が少ない。

【００１１】一方、従来のレンズ鏡筒では、その焦点距
離を変えることを目的として、コンバージョンレンズを
光学系の前又は後に装着することが行われている。この
ように、コンバージョンレンズが装着された場合は、そ
の結果得られた合成光学系の光学特性に合わせて、式
（２）の係数Ａ、Ｂ、Ｃを設定しなければならない。こ
のために、レンズ鏡筒とコンバージョンレンズは、それ
ぞれの光学系の光学特性を含む情報の授受を行い、授受
された情報に基づき係数Ａ、Ｂ、Ｃを適切な値に設定し
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の合焦用レンズ鏡筒では、式（１）のみに対応したコン
バージョンレンズが既に発売されていて、このコンバー
ジョンレンズが式（２）に対応したレンズ鏡筒に装着さ
れた場合は、コンバージョンレンズが係数Ａ，Ｂを設定
するための機能のみを有するために、レンズ鏡筒の演算
回路は、係数Ｃの値をコンバージョンレンズに合わせた
適切なものに設定することができない。したがって、演
算回路は、不適切な係数Ｃを有する式（２）に基づいて
演算を行い、この結果、レンズ鏡筒の合焦動作が適切に
行われないという問題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、コンバージョンレンズの装
着が可能な自動合焦用レンズ鏡筒において、光軸方向に
移動することにより光学系の合焦を行う合焦用レンズ群
（１）と、コンバージョンレンズの光学特性に依存する
補正係数を少なくとも１つ含む演算式より、前記合焦用
レンズ群の移動量を演算する演算回路（３）とを備え、
演算回路は、少なくともコンバージョンレンズの光学特
性を含む情報をコンバージョンレンズから取得し、その
情報に基づき補正係数の値を定め、コンバージョンレン
ズから情報を取得することが不可能な場合は、補正係数
を所定の定数に定めることを特徴とする。

【００１４】請求項２に係る発明は、接続対象及び自身
の光学特性に基づき少なくとも１つの補正係数を演算す
る係数演算回路を有するコンバージョンレンズの装着が
可能な自動合焦用レンズ鏡筒において、光軸方向に移動
することにより光学系の合焦を行う合焦用レンズ群
（１）と、コンバージョンレンズから補正係数を取得
し、補正係数を少なくとも１つ含む演算式より合焦用レ
ンズ群の移動量を演算する演算回路（３）と、疑似補正
係数を出力することにより係数演算回路の機能を代替す
る疑似出力回路（６）とを備え、演算回路は、コンバー
ジョンレンズからの補正係数の取得が不可能な場合は、
疑似出力回路が出力する疑似補正係数を用いて演算を行
うことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
に係る実施形態について、さらに詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明に係る自動合焦用レン
ズ鏡筒１００の第１実施形態が、コンバージョンレンズ
２００を介して、カメラユニット３００に取り付けられ
ている様子を示す模式図である。

【００１６】自動合焦用レンズ鏡筒１００内は、光学系
１、演算回路３及び疑似出力回路６を有している。光学
系１は、合焦用レンズ群を含む光学系である。光学系１
において、合焦用レンズ群は、不図示のレンズ駆動機構
により光軸前後方向に駆動されることにより、光学系全
体の合焦状態を調整する。また、演算回路３は、上述し
た式（２）に基づいて合焦用レンズの移動量を演算する
回路である。

【００１７】コンバージョンレンズ２００は、光学系
２、補正係数演算回路４及び５を備える。光学系２は、
コンバージョンレンズ２００がレンズ鏡筒１００に取り
付けられた状態において、その光軸を光学系１の光軸と
一致させるものである。この結果、光学系１と異なる所
定の焦点距離を有する、光学系１と光学系２とからなる
合成光学系が得られる。補正係数演算回路４は、通信線
１０ａを介して演算回路３より伝達される光学系１の光
学特性と、自身が記憶している光学系２の光学特性とか
ら、式（２）の係数Ａを求め、その値を演算回路３に伝
達する電子回路である。一方、補正係数演算回路５は、
上記補正係数演算回路４と同様の機能を有し、式（２）
の係数Ｂを算出し、演算回路３に伝達する電子回路であ
る。

【００１８】自動合焦用レンズ鏡筒１００内の疑似出力
回路６は、予め光学系２の光学特性と無関係に定められ
ている係数Ｃ（以下、「疑似補正係数」という）を演算
回路３に出力することにより、係数Ｃに対応した係数演
算回路の機能を代替する電子回路である。疑似出力回路
６については、以下の動作の説明においてより詳しく説
明する。

【００１９】次に、本実施形態の動作について説明す
る。図２は、本実施形態における演算回路３が、電力の
供給を受けてから、式（２）に基づいて合焦用レンズ群
の移動量を最初に演算する前までに行う動作を示す流れ
図である。始めに、演算回路３は、図１には示されてい
ない接続検出部を用いて、レンズ鏡筒１００にコンバー
ジョンレンズ２００が取り付けられているかどうかを確
認する（Ｓ１０）。この結果、コンバージョンレンズ２
００が取り付けられていないと判断されると（Ｓ１０：
Ｎｏ）、演算回路３は、式（２）の係数Ａ、Ｂ、Ｃに予
め記憶している値をそれぞれ代入する。ここで、演算回
路３が予め記憶していた値とは、光学系１の光学特性の
みを基準に定められた係数Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの最適値
のことである。

【００２０】逆に、演算回路３は、レンズ鏡筒１００に
コンバージョンレンズ２００が取り付けられていると判
断した場合は（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、次に通信線１０ａを
介して補正係数演算回路４へ光学系１の光学特性に関す
る情報を伝達する（Ｓ２０）。補正係数演算回路４は、
伝達された情報と自身が記憶する光学系２の光学特性に
関する情報とに基づき、係数Ａの最適値を求める。演算
回路３は、補正係数演算回路４から上記最適値の伝達を
受け（Ｓ２０）、それを係数Ａの値として設定する（Ｓ
３０）。

【００２１】次に、演算回路３は、係数Ｂについて補正
係数演算回路５と上記（Ｓ２０）及び（Ｓ３０）におい
て説明したのと同様の情報の授受を行い、係数Ｂを補正
係数演算回路５が求めた最適値に設定する（Ｓ４０、Ｓ
５０）。次に、演算回路３は、通信線１０ｃを介してコ
ンバージョンレンズ２００側と情報の授受を試みる（Ｓ
６０）。通信線１０ｃのコンバージョンレンズ２００側
に補正係数演算回路４、５に相当する補正係数演算回路
が存在し、（Ｓ６０）において上記（Ｓ２０）と同等の
情報の授受がなされた場合、すなわち、コンバージョン
レンズが式（２）に基づき合焦動作を行うレンズ鏡筒に
対応したものである場合には（Ｓ７０：Ｙｅｓ）、演算
回路３は、係数Ｃを（Ｓ６０）で得られた最適値に設定
する（Ｓ９０）。

【００２２】これに対して、（Ｓ６０）において正常な
情報の授受が行われない場合、すなわち、コンバージョ
ンレンズが式（２）に基づき合焦動作を行うレンズ鏡筒
に対応したものでない場合には（Ｓ７０：Ｎｏ）、演算
回路３は、通信線１０ｄを介して疑似出力回路６と情報
の授受を行う（Ｓ８０）。すなわち、演算回路３は、補
正係数演算回路４又は５に対する場合と同様に、疑似出
力回路６に対して光学系１の光学特性に関する情報を伝
達する。疑似出力回路６は、演算回路３からの情報を受
け取り、次にその逆数がほぼ０とみなせる十分に大きな
値の疑似補正係数を演算回路３へ伝達する（Ｓ８０）。
演算回路３は、疑似出力回路６より伝達された疑似補正
係数を係数Ｃとして設定する（Ｓ９０）。この結果、 def/C=0 ・・・（３） となることから、式（２）は、結果的に式（１）と同一
となる。

【００２３】演算回路３は、以上の動作により全ての係
数Ａ、Ｂ、Ｃに値を設定すると、次に図２には示されて
いない、自動合焦動作に備えた待機状態にはいる。そし
て、カメラユニット３００側において、自動合焦開始の
命令信号が本実施形態に対して発せられると、本実施形
態は、従来例において説明したのと同様の動作を行い、
光学系１及び光学系２からなる合成光学系の合焦状態を
調整する。

【００２４】以上説明したように、本実施形態では、式
（２）に対応していないコンバージョンレンズを取り付
けた場合は、演算回路３が疑似出力回路６と情報の授受
を行うことにより、式（２）の係数Ｃに依存する項が演
算結果に対して影響を及ぼさなくなるような値を係数Ｃ
として設定する。これにより、式（２）は、従来の式
（１）と同一となるために、本実施形態は、その動作に
破綻を起こすことなく、正常な合焦動作を行うことが可
能となる。

【００２５】（その他の実施形態）なお、本発明は、上
記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態
は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された
技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効
果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技
術的範囲に包含される。 １）上記実施形態においては、レンズ鏡筒１００の光軸
カメラユニット側にコンバージョンレンズ２００を取り
付けた場合について説明しているが、これは、図３に示
すように光軸被写体側に取り付けることであってもよ
い。 ２）上記実施形態において説明した近似式（１）、
（２）は、単なる例示であり、これ以外の式であって、
異なる数の係数若しくは項数を有し、又はさらに定数項
を有する式であってもよい。なお、式が定数項を含む場
合であって、その定数項の値が合成光学系の光学特性に
依存するものであるときは、その定数項も上記実施形態
のおいて説明したのと同様の方法で値を定めることが可
能である。

【００２６】３）上記実施形態では、各係数の適正値
は、コンバージョンレンズの補正係数演算回路において
求め、それを演算回路３へ伝達する場合について説明し
ているが、これは、補正係数演算回路４、５が光学系２
の光学特性を記憶している単なる記憶部であり、演算回
路３は、その記憶部より記憶されている情報を受け取
り、それに基づいて演算回路３において各係数の適正値
を求めることであってもよい。この場合に疑似出力回路
６は、上記記憶部の代替機能を果たす演算回路３内の記
憶部、又は演算回路３外であって、レンズ鏡筒１００内
に備えられた記憶部であり、演算回路３が”def/c=0 ”
となるＣを求めるような情報を必要に応じて演算回路３
へ伝達するものとなる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１又
は請求項２に係る発明によれば、コンバージョンレンズ
からコンバージョンレンズの光学特性を含む情報を取得
することが不可能な場合であっても、演算回路は、演算
式の補正係数を適切な値に定めるために、合焦動作に破
綻を起こすことがなく、正常な合焦動作を実行する自動
合焦用レンズ鏡筒を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動合焦用レンズ鏡筒の第１実施
形態が、コンバージョンレンズを介して、カメラユニッ
トに取り付けられている様子を示す模式図である。

【図２】第１実施形態における演算回路３が、電力の供
給を受けてから、式（２）に基づいて合焦用レンズ群の
移動量を最初に計算する前までに行う動作を示す流れ図
である。

【図３】本発明に係る第１実施形態の変形例である。

【図４】式（１）に基づいて動作する自動合焦用レンズ
鏡筒でのデフォーカス量と残余デフォーカス量との関係
を示した図である（係数が真値の場合）。

【図５】式（１）に基づき動作する自動合焦用レンズ鏡
筒でのデフォーカス量と残余デフォーカス量との関係を
示した図である（係数が量子化された値の場合）。

【図６】式（２）に基づき動作する自動合焦用レンズ鏡
筒でのデフォーカス量と残余デフォーカス量との関係を
示した図である（係数が量子化された値の場合）。

【符号の説明】

１、２ 光学系 ３ 演算回路 ４、５ 補正係数演算回路 ６ 疑似出力回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンバージョンレンズの装着が可能な自
   動合焦用レンズ鏡筒において、 光軸方向に移動することにより光学系の合焦を行う合焦
   用レンズ群と、 前記コンバージョンレンズの光学特性に依存する補正係
   数を少なくとも１つ含む演算式より、前記合焦用レンズ
   群の移動量を演算する演算回路と、 を備え、 前記演算回路は、少なくとも前記コンバージョンレンズ
   の光学特性を含む情報を前記コンバージョンレンズから
   取得し、その情報に基づき前記補正係数の値を定め、 前記コンバージョンレンズから前記情報を取得すること
   が不可能な場合は、前記補正係数を所定の定数に定め
   る、 ことを特徴とする自動合焦用レンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 接続対象及び自身の光学特性に基づき少
   なくとも１つの補正係数を演算する係数演算回路を有す
   るコンバージョンレンズの装着が可能な自動合焦用レン
   ズ鏡筒において、 光軸方向に移動することにより光学系の合焦を行う合焦
   用レンズ群と、 前記コンバージョンレンズから前記補正係数を取得し、
   前記補正係数を少なくとも１つ含む演算式より前記合焦
   用レンズ群の移動量を演算する演算回路と、 疑似補正係数を出力することにより前記係数演算回路の
   機能を代替する疑似出力回路と、 を備え、 前記演算回路は、前記コンバージョンレンズからの前記
   補正係数の取得が不可能な場合は、前記疑似出力回路が
   出力する疑似補正係数を用いて前記演算を行う、 ことを特徴とする自動合焦用レンズ鏡筒。