JPS583216B2 - 自動焦点整合方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカメラ、特に、撮影レンズ交換式のカメラに関
し、更に詳しくは該カメラの焦点調節系の改良に係わる
ものである。

従来、例えば、撮影光学系の焦点調節状態を光電的に検
出し、その検出出力を以って該撮影光学系の自動焦点制
御を行なう様なカメラに於ける自動焦点調節方法乃至装
置については数多く提案されている。

然し乍ら、これらを実際にカメラに於で実施しようとす
ると、構成が複雑であったり、大型であるためにその占
有容積が大きく、従って、カメラ全体の大型化並びに構
成の複雑化を招いてしまうと云った不都合を伴うもので
あった。

更に、従来から提案されているものにあっては所謂シス
テム化と云うことが全く考慮されて居らず、従って、そ
の機能範囲並びに使途は極めて狭いものであった。

例えば、レンズ交換式として知られる一眼レフレツクス
・カメラにあっては、その撮影レンズが種々交換出来、
撮影機能の範囲が非常に広い点にその最大の特長を有す
るものであるが、従来から提案されている自動焦点調節
方法乃至装置では斯かるレンズ交換式カメラの最大の特
長並びに機能を半減させてしまったり、或いはまた、価
格の著しい高騰等の不都合をも招いてしまうものであっ
た。

本発明は斯る事情に鑑みて為されたもので、カメラ、特
に、撮影レンズ交換式のカメラとして、近年のシステム
化の隆盛の現況に鑑み、特にその焦点調節系についてシ
ステム機能の著しい拡大を図ると共に、狭視野な観点に
捕われないより合理的で使途に応じた便利なシステム形
態を提供することを目的とし、斯かる目的の下で本発明
のカメラは、装着された撮影レンズにおける撮影光学系
の焦点調節状態を検出するための焦点検出手段と、該焦
点検出手段によつて検出された該撮影光学系の焦点調節
状態を表示するための表示手段と、該焦点検出手段によ
り得られる焦点制御に関する電気信号を外部へ出力する
ための出力端子手段とを装備し、撮影光学系の自動調節
装置を装備した撮影レンズと共に用いる場合には該自動
調節装置を上記出力端子手段に接続することにより撮影
光学系の自動的な焦点調節を行ない、該自動調節装置を
装備せざる撮影レンズと共に用いる場合には上記表示手
段による表示を利用することにより手動の焦点調節を行
う様にしたことを特徴とするものである。

以下、添附した図面に基づいて本発明の一実施例を詳し
く説明する。

第１図は米発明のカメラに於ける焦点検出手段に適用可
能な焦点検出方式としての物体像鮮明度検出方式の一例
の原理を示し、また、第２図はこの方式を実施するため
の電気回路の一例並びにその主要回路部の出力波形を示
す。

先ず、第１図ａ，ｂ，ｃに於て、１は物体２の像を物体
像鮮明度或いは物体距離検出用の光電変換素子３の感光
面４上に結像するために光軸５に沿って調整可能に為さ
れた光学系である。

尚、６は素子３のリード線である。

第１図ａ，ｂ，ｃには、夫々、或る距離に在る物体２の
像が素子３の感光面４上、同感光面４の後ろ及び前に結
像される様に、光学系１を調定した状態を示す。

例えば特公昭４１−１４５００号公報あるいは、特公昭
４１−１３６６９号公報等で既に公知である如く、上記
光電変換素子３が硫化カドミウムの如き光半導体で形成
されている場合は、感光面４上の物体像の鮮明度が向上
して最大になるとき、該光半導体の電気的特性上、その
抵抗値が極値をとる。

その様子を第１図ｄに示す。第１図ｄに於で横軸は、光
学系調定位置を、又、縦軸は光半導体の抵抗値等の電気
的特性を示し、単位は任意である。

叙上の如き、光半導体の特性を利用することにより物体
像鮮明度或いは物体距離の光電的検知による焦点表示、
あるいは必要に応じてカメラ等の光学機器の自動焦点調
節が可能であることば明らかである。

本発明の一実施例に用いられる焦点検出に於ては、以上
の如き構成から成る物体像鮮明度の光電的検知系を利用
し、第１図ａ中に示す如く、光電変換素子３を例えば正
弦波状に特定周波数で光軸５に沿って振動させ、光学系
１を光軸５に沿って調定せると等価の作用効果を得、そ
の振動の際に発生する光電変換素子３の抵抗値の周期的
な変動の間隔を検出し、その間隔を制御することにより
、撮影光学系の焦点調節を行なわんとするものである。

次に第２図に於で上記方式を実施するための電気回路の
一例につき説明する。

第２図ａに於て、３は前記の光電変換素子であり、該素
子３は、第２図ｂに示す如く光軸５（第１図々示）に沿
う方向に所定の周波数の正弦波振動を与えられる。

但し、第２図ｂ〜ｉ中の横軸は任意単位の時刻を表わし
、縦軸は、任意単位で示される変位、あるいは電気信号
の変化を表わす。

上記素子３の振動の振巾は、例えば、光学系１がいかな
る位置にあろうとも１ｍ付近の至近の物体及び無限遠の
物体の各最鮮明な像の結像位置の間隔を十分カバーし得
る様な巾となる様に設定されている。

今、上記素子３の振動中、時刻ｔ１及びｔ２において、
物体像が感光面４上に最も鮮明に結像され、従って、そ
の光半導体の抵抗値に極値が発生したとすれば、光電変
換素子３の出力は第２図Ｃの如くになる。

該出力は、増巾器７で増巾された後、微分回路８に附与
される。

微分回路８の出力信号は第２図ｄの如くになる。

この出力信号は、以後の電気的処理を確実且つ容易なら
しめるために、コンパレータ９にて波形整形されて、第
２図ｅの如き信号に変換される。

コンパレータ９の出力は、整流回路１０にて整流され第
２図ｆに示す如く、例えば一対の負パルス信号に変換さ
れ、そして、時刻ｔ１に発生するパルスでフリツプフロ
ツプ１１をセットし、時刻ｔ２に発生するパルスにて同
フリツプフロップ１１をリセットさせることにより上記
一対のパルス、換言すれば物体像最鮮明点に対応するパ
ルスの相互間隔に等しい巾のパルスをその出力に得るこ
とが出来る。

光電変換素子３の振動周期は一定で既知であるから、上
記フリツプフロツプ１１からの出力パルスの巾は、若し
光学系１を固定して考えるならば、物体距離に一対一対
応することは説明するまでもないことである。

第２図ｇにフリツプフロツプ１１からの出力パルス波形
を示す。

一方、光電変換素子３の振動中心の位置を基準位置、即
ち、任意距離の物体に対して光学系１が正しく焦点調整
されたときに、光電変換素子３の感光面４上にその物体
の像が最も鮮明に結像される様な該素子３の位置に設定
することにより上記フリツプフロツプ１１からの出力パ
ルスの巾とき、物体像が所定の位置に鮮明に結像されて
い知であるから、従って、斯様な巾の基準パルス（第２
図ｈを発生する基準パルス発生器１２を設け、該基準パ
ルスと、フリツプフロツプ１１からの出力パルスを比較
することにより光学系１の物体に対する焦点調節状態を
検知できる。

第２図ｉは、上記基準パルスと、フリツプフロツプ１１
からの出力パルスを差動増巾器１３にて比較した差パル
スを示す。

該差パルスは、積分器１４で積分され、サーボ増巾器１
５にて、差パルスの正負に応じた出力が発生され、メー
タ等の表示手段１６に供給され、焦点調節状態の表示に
供されることは言うに及ばず、必要に応じて、光学系の
自動焦点調節用の制御信号として利用可能である。

なお、整流回路１０からの出力パルスを、基準パルス発
生器１２にも供給して該基準パルス発生器１２をトリガ
ーすることにより、基準パルスとブリツプフロツプの発
生パルスの周期的な発生が行なわれる。

次に第３図は以上に説明した焦点検出方式に従，う焦点
検出手段を採用して成る本発明の一実施例を示すもので
ある。

本例に示す焦点検出用光学装置ユニットは、あらゆる物
体像鮮明度或いは物体距離検出を含む焦点検出方式に適
合し得るものであるが、説明の簡単のために、第１図及
び第２図で述べた例に則して詳述する。

第３図に於で、１７はファインダ部及び撮影レンズの交
換可能な一眼レフレツクス・カメラのボデイを示す。

該カメラ・ボデイ１７は、ハウジング１８、全反射鏡１
９、フオーカル・プレーン・シャツタ２０、フイルム・
ガイド２１、フイルム２２、コンデンサ・レンズ２３及
び該コンデンサ・レンズ２３中の半透鏡部２３ によっ
て反射される物体からの光束２４の一部を受光して測光
用信号を生起する測光用受光素子２５を有し、これらは
通常の一眼レフレツクス・カメラに於けると同一の機能
を有するものである。

２６は上記カメラ・ボデイ１７に装着部材２７を介して
装着された自動焦点調節用の撮影光学系自動調節装置を
装備した撮影レンズ・ユニットテある。

２８は撮影光学系、２９はその外周に歯車３０を附設せ
る焦点調節用リング、３１は図示しない公知の手段にて
作動可能な絞りリングであり、これらは通常の撮影レン
ズに於ける機能と同様の機能を有するものである。

３２は撮影光学系の焦点検出並びにその焦点制御の可能
な焦点検出用光学装置ユニットで、上記カメラ・ボデイ
１７に装着された状態を示す。

３３はペンタ・プリズムで、該ユニット３２の装着時に
はその入射開口部３３ の中心がコンデンサ・レンズ２
３の光軸中心と一致せる関係に位置する如くにハウジン
グ３４内に図示しない公知の手段にて固設されている。

上記ペンタ・プリズム３３のダッハ面上にはプリズム３
５及び物体像の再結像用のレンズ３６が附設されて物体
像鮮明度或いは物体距離検出用の光学系が構成されて居
り、該レンズ３６の予定焦点面近傍には既述の物体像鮮
明度或いは物体距離検出用の光電変換手段としての光電
変換素子３７が配設されている。

３８は接眼レンズ、３９は該接眼レンズ３８と上記ペン
ダ・プリズム３３の光束出射面との間に設けられ、視度
補正用レンズ４０を介してマーク４１中に現われる表示
手段としてのメータ４２の指針４３を観察可能に為すた
めの半透過プリズムで、これ等に依り表示手段であるメ
ータ４２０指針の監視手段が構成される。

４４はハウジング３４の上部に設けられたメータ指針観
察のための明り取り窓である。

前記光電変換素子３７は円形中空の支持部材４５に固設
され、該支持部材４５の外周にはコイル４６が巻かれて
居り、図示の如く、ハウジングの一部に支持された永久
磁石４７の磁界内に配置されている。

該コイル４６に公知の手段にて正弦波入力を附与するこ
とにより、永久磁石４７の磁界とコイル４６に流れる電
流によって誘起される磁界の相互作用にて、支持部材４
５は正弦波振動を為し、従って、光電変換素子３７が所
定の周期で正弦波振動を行ない、第１図及び第２図の説
明中で述べた振動作用が得られる。

尚、第２図の説明中で述べた焦点検出手段を構成する電
気回路は電源部と共に光学装置ユニット３２中に適宜配
設されている。

さて、一方、撮影レンズ・ユニット２６に於て、４８は
焦点調節用リング２９の外周に附設された歯車３０と噛
合い、且つ、ポテンシオ・メータ４９の回転軸と一体に
回転可能な歯車である。

５３は光学装置ユニット３２からの後述する焦点制御に
関する出力信号を受けて正逆回転する撮影光学系自動調
節装置を構成する電動駆動源としてのサーボ・モータ、
５２は該サーボ・モータ５３の回転軸、５１は該回転軸
５２の先端に固設された小歯車で、小歯車５０を介して
上記歯車４８と連結する。

斯様な構成により、サーボ・モータ５３が回転すると、
所定の減速比にて、焦点調節用リングがサーボ・モータ
５３の回転方向に応じて回転する。

このとき、上記ポテンシオ・メータ４９は、撮影光学系
２８の焦点調節状態に対応する電気的出力を発生する。

５４は上記の自動焦点調節用の撮影光学系自動調節装置
を装備した撮影レンズ・ユニット２６のハウジングであ
り、該ハウジング５４には後述する信号の入力端子及び
出力端子が附設されている。

以上の構成の焦点検出用光学装置ユニット３２、並びに
自動焦点調節用の撮影光学系自動調節装置を装備した撮
影レンズ・ユニット２６をカメラ・ボデイ１７に装着し
て成るカメラの動作は以下の如くである。

撮影者はユニット２６，３２を作動状態に為すと共に接
眼レンズ３８をのぞき、撮影すべき物体に照準する。

ここで、撮影光学系２８が物体に対して正しく焦点合せ
されていない場合には、第１図及び第２図で説明したこ
とから明らかな様にユニット３２内のサーボ増巾器１５
（第２図々示）は、焦点外れの方向に応じた正又は負の
出力を発生する。

この出力はユニット２６内の撮影光学系自動調節用のサ
ーボ・モータ５３に焦点制御に関する信号として図示し
ない公知のコネクタ部材を介して供給され、該モータ５
３はこの信号に基づいて焦点が正しく調節されるべき方
向に撮影光学系２８を自動的に変移せしめ、正しい焦点
調節状態に達した際に、上記サーボ増巾器１５の出力が
零となる為に撮影光学系２８をその位置で停止せしめる
。

この状態にあってはユニット３２内のメータ４２の指針
４３はマーク４１内の所定の位置で観察され、従って、
撮影者は撮影光学系２８が正しく焦点調節されたことを
知ることが出来る。

この時、フイルム２２上に物体像が正しく結素される様
に上記光電変換素子３７及び他の光学系が設計されてい
ることは云う迄もないことである。

一方、上記自動焦点調節用の撮影光学系自動調節装置を
装備した撮影レンズ・ユニット２６に代えて斯かる自動
調節装置を装備しない通常の手動調節可能な撮影レンズ
を用いることももとより可能であり、この場合には焦点
検出用光学装置ユニット３２のみを使用して撮影光学系
を焦点調節リングの手動操作により、ファインダ内のメ
ータ指針４３がマーク４１内の所定の位置に来る迄調節
すれば良い。

本実施例にあっては、上記撮影レンズ・ユニット２６は
これに撮影光学系と共に撮影光学系自動調節装置が組込
まれた構成を有しているが、両者を夫々別々の分離可能
なコンポーネントとして構成しても良いことは勿論のこ
とである。

第４図は、第３図で述べた焦点検出用光学装置ユニット
３２及び自動焦点調節用の撮影光学系自動調節装置を装
備した撮影レンズ・ユニット２６を、ファインダ部分及
び撮影レンズ部分が交換可能な一眼レフレツクス・カメ
ラのボデイ１７に装着せんとする関係を示すものであり
、カメラ・ボデイ１７側に設けられたガイド部材５５及
び凹部５５’に、光学装置ユニット３２側に設けられた
ガイド部材５６及びボタン５７の操作により離脱可能な
脱落防止づめ５８が夫々係合可能に為されて居り、又、
撮影レンズ・ユニット２６はマウント５９によりカメラ
・ボデイ１７に装着可能に為されている。

６０は、光学装置ユニット３２の電源スイッチであり、
６１は信号出力用端子手段を構成する出力端子で、焦点
調節状態に対応する出力を取り出すことができ、これは
前述の如く、自動焦点制御用のサーボ信号として利用さ
れる。

該出力端子６１は他コンポーネントとの共働作用を考慮
して複数個設けてある。

撮影レンズ・ユニット２６に於て、６２は上記焦点制御
に関するサーボ信号の入力端子で、サーボ・モータ５３
（第３図々示）に接続されて居り、該端子６２はユニッ
ト２６を光学装置ユニット３２と共働させる場合にユニ
ット３２の出力端子６１と適当なコネクタ部材にて接続
される。

６３は、ポテンシオ・メータ４９（第３図々示）の電気
的出力の取り出し用に設けられた撮影光学系位置情報信
号取り出し用の出力端子で、ここからの出力は、例えば
、自動調光ストロボ６４の距離信号として利用可能であ
る。

ストロボ６４は上記ユニット２６の出力端子６３から与
えられる距離信号を入力する入力端子６５を備え、カメ
ラ・ボデイ１７に設けられた取付部材６６に、該ストロ
ボ６４側の取付部材６７により装着可能である。

以上詳述した様に、本発明によれば、レンズ交換式のカ
メラとして、特にその焦点調節系についてシステム機能
の著しい拡大が図られ、より合理的で使途に応じた便利
なシステム形態が得られるものである。

即ち、カメラ側に焦点検出とその結果の表示及び焦点制
御に関する信号の外部への出力の機能を持たせ、一方、
撮影光学系の自動調郷の機能は選ばれた撮影レンズ側に
持たせることにより無駄並びに負荷の非掌に少ない、そ
れでいて非常に使い易い、安価で合理的なカメラ・シス
テムが得られ名ものである。

このことは特に広いユーザ層を対象とするレンズ交換式
のカメラにとっては非常に有益なものである。

また、実施例に示す如く、システムの構成ユニットに信
号送受の為の出、入力端子を設けて届くことにより、例
えば、自動調光ストロボ等の他のコンポーネントとの共
働作用も、容易に行ない得る様になり、カメラ・システ
ムとして更に合理的な形態となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に於ける焦点検出手段に適用
可能な焦点検出方式としての物体像鮮明度検出方式の一
例の原理を示す模式図、第２図は上記方式を実施するた
めの電気回路の一例のブロック・ダイアグラム並びにそ
の主要回路部の出力波形を示す図、第３図は上記方式を
採用して成る本発明のカメラの一実施例の、構成ユニッ
トヲ結合した状態での部分破断斜視図、第４図は第３図
示カメラに於けるシステムの構成ユニットト他のコンポ
ーネントとの共働作用を説明するための、各ユニットを
分離した状態での斜視図である。 １７……カメラ・ボデイ、３２……焦点検出用光学装置
ユニット、３，７〜１５；３７，４５，４６……焦点検
出手段の構成要素、４２，４３……焦点調節状態表示手
段、６１……焦点制御信号出力用端子手段を構成する出
力端子、２６……撮影光学系自動調節装置を装備した撮
影レンズ・ユニット、２８……撮影光学系 リング、５３……撮影光学系自動調節装置を構成する電
動駆動源としてのサーボ・モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮影レンズ交換式のカメラであって、装着された撮
   影レンズに於ける撮影光学系の焦点調節状態を検出する
   ための焦点検出手段と、該焦点検出手段によって検出さ
   れた該撮影光学系の焦点調節状態を表示するための表示
   手段と、該焦点検出手段により得られる焦点制御に関す
   る電気信号を外部へ出力するための出力端子手段とを装
   備し、撮影光学系の自動調節装置を装備した撮影レンズ
   と共に用いる場合には該自動調節装置を上記出力端子手
   段に接続することにより撮影光学系の自動的な焦点調節
   を行ない、該自動調節装置を装備せざる撮影レンズと共
   に用いる場合には上記表示手段による表示を利用するこ
   とにより手動の焦点調節を行なう様にしたことを特徴と
   するカメラ。