JPS5922009A - 自動焦点調整方法及びその装置 - Google Patents
自動焦点調整方法及びその装置Info
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- JPS5922009A JPS5922009A JP13029482A JP13029482A JPS5922009A JP S5922009 A JPS5922009 A JP S5922009A JP 13029482 A JP13029482 A JP 13029482A JP 13029482 A JP13029482 A JP 13029482A JP S5922009 A JPS5922009 A JP S5922009A
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- Japan
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- lens
- optical system
- distance
- focus adjustment
- refractive index
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/40—Systems for automatic generation of focusing signals using time delay of the reflected waves, e.g. of ultrasonic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動焦点調整方法及びその装置に係り、とく
に光学系に電磁光学材料から成るレンズを備えた自動焦
点調整方法及びその装置に関する。
に光学系に電磁光学材料から成るレンズを備えた自動焦
点調整方法及びその装置に関する。
一般に、レンズを含む光学系により対象物体の結像を行
なう場合、焦点調整が必要である。
なう場合、焦点調整が必要である。
従来は、人が結像面での結像状態を視ながら光学系を調
整して焦点調整を行なっていたが、近年、光学系の焦点
調整を電気的・機械的に行なわしめる自動焦点の研究・
開発が盛んになされている。これは、対象物体と光学系
との間の距離を三角測量方式やソナ一方式、コントラス
ト方式等によって測距し、この距離情報に基づいて光学
系を調整し、自動的に焦点調整をなそうとするものであ
る。ところで光学系を調整して焦点調整を行なうとき、
従来は、レンズを光軸方向へ機械的に移動して行なって
いた。例えば、第１図に示す結像系に於て、物体Ａ、レ
ンズ１（焦点距離ｆ）及び固定フィルム２相互間の距離
をａＩ ＋ ’）２とし、今、ａｌ、ｂ２がレンズの公
式１／ａ＋ ＋１／ｂ＋ ＝１／ｆを満たし物体Ａ（７
）像Ａ′がフィルム２上に結像している状態がら、レン
ズ１から距離ａ２ 離れた物体Ｂをフィルム２上に結
像するためにはＣ＝ ａ＋ ｆ／ （ａ＋ −ｆ）−ａ
ｔ ｆ／ （ａ２−ｆ）だけ当該レンズ１を右方へ移動
しなければならない。カメラレンズのように、結像精度
を上げるため光学系が複数個のレンズ群即ち組レンズか
ら構成されているときには、前述した第１図のように組
レンズ全体を移動して焦点調整する他、組レンズの一部
である前群或いは後群レンズのみを移動させる場合があ
り、又、ズーム作用を持たせたズームレンズにあっては
バリエータの移動による焦点距離変化とコンペンセータ
の移動による焦点調整とが同時になされるようになって
いる。そして、上記したレンズ移動を行なうにあたり、
レンズを装着した鏡胴に送りネジ部を形成し、電動機構
を用いて自動的なレンズの繰出しが出来るように構成し
ていた。
整して焦点調整を行なっていたが、近年、光学系の焦点
調整を電気的・機械的に行なわしめる自動焦点の研究・
開発が盛んになされている。これは、対象物体と光学系
との間の距離を三角測量方式やソナ一方式、コントラス
ト方式等によって測距し、この距離情報に基づいて光学
系を調整し、自動的に焦点調整をなそうとするものであ
る。ところで光学系を調整して焦点調整を行なうとき、
従来は、レンズを光軸方向へ機械的に移動して行なって
いた。例えば、第１図に示す結像系に於て、物体Ａ、レ
ンズ１（焦点距離ｆ）及び固定フィルム２相互間の距離
をａＩ ＋ ’）２とし、今、ａｌ、ｂ２がレンズの公
式１／ａ＋ ＋１／ｂ＋ ＝１／ｆを満たし物体Ａ（７
）像Ａ′がフィルム２上に結像している状態がら、レン
ズ１から距離ａ２ 離れた物体Ｂをフィルム２上に結
像するためにはＣ＝ ａ＋ ｆ／ （ａ＋ −ｆ）−ａ
ｔ ｆ／ （ａ２−ｆ）だけ当該レンズ１を右方へ移動
しなければならない。カメラレンズのように、結像精度
を上げるため光学系が複数個のレンズ群即ち組レンズか
ら構成されているときには、前述した第１図のように組
レンズ全体を移動して焦点調整する他、組レンズの一部
である前群或いは後群レンズのみを移動させる場合があ
り、又、ズーム作用を持たせたズームレンズにあっては
バリエータの移動による焦点距離変化とコンペンセータ
の移動による焦点調整とが同時になされるようになって
いる。そして、上記したレンズ移動を行なうにあたり、
レンズを装着した鏡胴に送りネジ部を形成し、電動機構
を用いて自動的なレンズの繰出しが出来るように構成し
ていた。
しかしながら、係る従来技術に於ては、機械的に光学系
の調整を行なうため、連応性に欠けるとともに構成が複
雑・大型化し、がっ、機械的摩耗による誤動作を生じる
などの欠点があった。
の調整を行なうため、連応性に欠けるとともに構成が複
雑・大型化し、がっ、機械的摩耗による誤動作を生じる
などの欠点があった。
本発明は斯様な従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
り、電磁光学材料を利用して、光学系の機械的駆動を行
なうことなく、焦点調整の可能な自動焦点調整方法及び
その装置を提供することを、その目的とする。
り、電磁光学材料を利用して、光学系の機械的駆動を行
なうことなく、焦点調整の可能な自動焦点調整方法及び
その装置を提供することを、その目的とする。
本発明は、対象物体がら出た光を結像面に結像させる光
学系に電磁光学材料がら成るレンズを備え、このレンズ
に、対象物体と当該光学系との距離に応じた電界又は磁
界を印加して該レンズの屈折率を変え光学系の焦点調節
を行なうことによって、前記目的を達成しようとするも
のである。
学系に電磁光学材料がら成るレンズを備え、このレンズ
に、対象物体と当該光学系との距離に応じた電界又は磁
界を印加して該レンズの屈折率を変え光学系の焦点調節
を行なうことによって、前記目的を達成しようとするも
のである。
以下、本発明の一実施例を第２図に基づいて説明する。
第２図は、本発明に係る自動焦点調整方法に従って構成
された自動焦点装置を示す←概略図である。この図に於
て、１ｏは電気・磁気光学材料（図の場合は電気光学効
果）がら成るレンズであり、このレンズ１０の後方所定
位置に固定フィルム２が配置されている。この場合、電
気（磁気）光学材料は、電場（磁場）を印加すると屈折
率が変化する、所謂、ポッケルス効果・カー効果等の性
質を有しており、とくに前記レンズ１０は、この電気光
学効果の大きな、例えはペロフスカイト型のタン々ル醜
、ニオブ酸塩なとから成る透光性あるガラス・セラミッ
クス等の電気光学材料によって形成されている。
された自動焦点装置を示す←概略図である。この図に於
て、１ｏは電気・磁気光学材料（図の場合は電気光学効
果）がら成るレンズであり、このレンズ１０の後方所定
位置に固定フィルム２が配置されている。この場合、電
気（磁気）光学材料は、電場（磁場）を印加すると屈折
率が変化する、所謂、ポッケルス効果・カー効果等の性
質を有しており、とくに前記レンズ１０は、この電気光
学効果の大きな、例えはペロフスカイト型のタン々ル醜
、ニオブ酸塩なとから成る透光性あるガラス・セラミッ
クス等の電気光学材料によって形成されている。
コ（７） レンズ１０の両側球面１０Ａ、１０Ｂには各
々西明電極１１Ａ、１１Ｂが貼着されている。
々西明電極１１Ａ、１１Ｂが貼着されている。
この透明電極１１Ａ。、１１Ｂはレンズ１ｏ内に電界（
電場）を生せしめる手段としての機能を有しており該透
明電極１１Ａ、１１Ｂに外部の電源１２から所定の電圧
が印加されるようになっている。この電源１２は、その
出力電圧が後述する制御回路１５の制御信号によって自
動的にコントロールされるようになっている。
電場）を生せしめる手段としての機能を有しており該透
明電極１１Ａ、１１Ｂに外部の電源１２から所定の電圧
が印加されるようになっている。この電源１２は、その
出力電圧が後述する制御回路１５の制御信号によって自
動的にコントロールされるようになっている。
２０は、対象物住人と光学系としてのレンズ１０との間
の距離を測定する測距部である。この測距部２０は、第
２図の場合、ソナ一方式による例が示されており、音響
信号（超音波）の送受を行なう送受信機２１及び計測回
路２２とから成る。この測距部２０は、送受信機２１か
ら超音波を発射させ、この超音波が対象物体Ａに当たっ
て反射し送受信機２１に再び返ってくるまでの時間を計
測回路２２で計時し距離測定を行なうものである。この
測距部２ｏが測定した距離信号は、制御回路１３へ送出
されるように成っている。そして、この制御回路１３は
、距離信号に基づいて前記電源１２へ制御信号を出力し
、フィルム２上に結像せしめる電圧を該電源１２に発生
させるように成っＣいる。
の距離を測定する測距部である。この測距部２０は、第
２図の場合、ソナ一方式による例が示されており、音響
信号（超音波）の送受を行なう送受信機２１及び計測回
路２２とから成る。この測距部２０は、送受信機２１か
ら超音波を発射させ、この超音波が対象物体Ａに当たっ
て反射し送受信機２１に再び返ってくるまでの時間を計
測回路２２で計時し距離測定を行なうものである。この
測距部２ｏが測定した距離信号は、制御回路１３へ送出
されるように成っている。そして、この制御回路１３は
、距離信号に基づいて前記電源１２へ制御信号を出力し
、フィルム２上に結像せしめる電圧を該電源１２に発生
させるように成っＣいる。
次に上記実施例の全体的作用を説明する。第２図に於て
、レンズ１０の曲率半径で定まるシェイプ７７クタ−８
＝５．９５２Ｘ１０−”、該レンズ１０とフィルム２間
の距離をｂ−２８ｔｒｎｎで一定とする。今、フィルム
２から距ＷｔｌＤ＋＝１．８ｒｙ＋（１，８Ｘ １０３
＋ｍｎ） ｇれた物体Ａの像をフィルム上に形成する場
合、 ａ＋ ＝ Ｄ＋ −ｂ −２８ の２５式からｆｌを求めるとｆｌ ＝２７．５．１Ｓ（
鼎〕となり、この値を ｎに一−−−−−→−１ ｆｌ に代入すると必要なレンズ１０の屈折率旧＋−１，６０
９５が得られる。同様にしてＤ２＝２０ｍ（２，ＯＸ
１０’ｍｍ） 、 Ｄ３：ＯＯ（図示せず）ノ場合につ
いて必要なレンズ１０の屈折率ｎ２．ｎ３を求めるとｎ
２牛１６００７ 、 ｎｇ牢１，６となる。従って（ｎ
＋−ｎ３）／ｎ＋Ｘ１００Ｔ−０，５９（％）だけ屈折
率を変化させればＤ＋＝１．８ｍからＤｓ ＝■まてピ
ント調整することが可能となる。
、レンズ１０の曲率半径で定まるシェイプ７７クタ−８
＝５．９５２Ｘ１０−”、該レンズ１０とフィルム２間
の距離をｂ−２８ｔｒｎｎで一定とする。今、フィルム
２から距ＷｔｌＤ＋＝１．８ｒｙ＋（１，８Ｘ １０３
＋ｍｎ） ｇれた物体Ａの像をフィルム上に形成する場
合、 ａ＋ ＝ Ｄ＋ −ｂ −２８ の２５式からｆｌを求めるとｆｌ ＝２７．５．１Ｓ（
鼎〕となり、この値を ｎに一−−−−−→−１ ｆｌ に代入すると必要なレンズ１０の屈折率旧＋−１，６０
９５が得られる。同様にしてＤ２＝２０ｍ（２，ＯＸ
１０’ｍｍ） 、 Ｄ３：ＯＯ（図示せず）ノ場合につ
いて必要なレンズ１０の屈折率ｎ２．ｎ３を求めるとｎ
２牛１６００７ 、 ｎｇ牢１，６となる。従って（ｎ
＋−ｎ３）／ｎ＋Ｘ１００Ｔ−０，５９（％）だけ屈折
率を変化させればＤ＋＝１．８ｍからＤｓ ＝■まてピ
ント調整することが可能となる。
一方、レンズ１０をポッケルス効果の大きな電気光学効
果で形成したとき、ポッケルス定数をｒ、印加電界Ｅ、
［界のないときの屈折率をｎｏ とすれば電界印加時
の屈折率は、ｎ。
果で形成したとき、ポッケルス定数をｒ、印加電界Ｅ、
［界のないときの屈折率をｎｏ とすれば電界印加時
の屈折率は、ｎ。
Ｖ〒１１下虎−
の式に従って変化する。たとえば、ｒ＝５０００ Ｘ
１０”ｃｍ／Ｖ 、 ｎｏ ＝１．６とするとＥを０〜
１０”Ｊ／ｃｍの量変化させることによりｎを約１％程
度変化させることが可能である。ポッケルス定数はＫＴ
Ｎが１ ＜５０００ Ｘ １０−”チタン酸バリウムが
３０００ Ｘ １ ｏ−１０ｃＷＬ／Ｖである。
１０”ｃｍ／Ｖ 、 ｎｏ ＝１．６とするとＥを０〜
１０”Ｊ／ｃｍの量変化させることによりｎを約１％程
度変化させることが可能である。ポッケルス定数はＫＴ
Ｎが１ ＜５０００ Ｘ １０−”チタン酸バリウムが
３０００ Ｘ １ ｏ−１０ｃＷＬ／Ｖである。
従って予め適当な屈折率を有する電気光学材料によりレ
ンズ１０を形成し、前記測距部２０で測定した距゛離信
号に対応する所定の電圧を、制御部１３の働きで電源１
２に発生させ前記透明電極１１Ａ、ＩＩＢに印加するこ
とにより、該レンズ１０の屈折率を適宜変化させて、当
該レンズ１０を何ら移動することなく自動的な焦点調整
をなさしめることができる。このとき、前記レンズ１０
は凸レンズであり電界印加時における該レンズ１０の周
辺部の電界か中心部に比べ相対的に強くなる。このため
、レンズ１０は半径方向に屈折率が小さくなった屈折率
分布型レンズとなり収差か減少する。
ンズ１０を形成し、前記測距部２０で測定した距゛離信
号に対応する所定の電圧を、制御部１３の働きで電源１
２に発生させ前記透明電極１１Ａ、ＩＩＢに印加するこ
とにより、該レンズ１０の屈折率を適宜変化させて、当
該レンズ１０を何ら移動することなく自動的な焦点調整
をなさしめることができる。このとき、前記レンズ１０
は凸レンズであり電界印加時における該レンズ１０の周
辺部の電界か中心部に比べ相対的に強くなる。このため
、レンズ１０は半径方向に屈折率が小さくなった屈折率
分布型レンズとなり収差か減少する。
この実施例によれば、簡単な構造で、光学系の自動焦点
調整を速やかに行なうことができ、また機械的駆動部が
ないので、レンズ系の小型・軽戴化を図ることかでき、
かつ磨耗による調整誤差を完全になくすことが可能とな
る。
調整を速やかに行なうことができ、また機械的駆動部が
ないので、レンズ系の小型・軽戴化を図ることかでき、
かつ磨耗による調整誤差を完全になくすことが可能とな
る。
尚、上記実施例に於ては、電気光学効果を利用する場合
につき説明したが、レンズを磁気光学材料を用いて形成
しソレノイド等の磁界発生手段により磁場を印加するよ
うに構成してもよい。また、レンズは前述した単レンズ
の他、第６図に示すような色消し用の合せレンズ６０と
し、前後゛端球面に透明電極ｓｏＡ、ｘｏＢを貼着する
か、加えて境界面に透明電ｉｉ ３０ Ｃを挟着し、制
御信号によって制御される電源６１により所定の電圧を
印加するようにしてもよい。
につき説明したが、レンズを磁気光学材料を用いて形成
しソレノイド等の磁界発生手段により磁場を印加するよ
うに構成してもよい。また、レンズは前述した単レンズ
の他、第６図に示すような色消し用の合せレンズ６０と
し、前後゛端球面に透明電極ｓｏＡ、ｘｏＢを貼着する
か、加えて境界面に透明電ｉｉ ３０ Ｃを挟着し、制
御信号によって制御される電源６１により所定の電圧を
印加するようにしてもよい。
また、上記実施例ではソナ一方式による測距部を用いる
場合につき説明したが、本発明は何らこれに限定される
ものではなく、三角測量方式、コントラスト方式など他
の測距方式によって距離測定を行なうようにしてもよく
、要は対象物体と光学系との間の何らかの距離情報に基
づき、自動的に光学系の焦点調整をなすものであれはよ
い。
場合につき説明したが、本発明は何らこれに限定される
ものではなく、三角測量方式、コントラスト方式など他
の測距方式によって距離測定を行なうようにしてもよく
、要は対象物体と光学系との間の何らかの距離情報に基
づき、自動的に光学系の焦点調整をなすものであれはよ
い。
以上のように本発明によれば極めて簡単な構成により連
応性があり、かつ、光学系を小型・軽量にすることが可
能な磨耗の生じないという優れた特徴を有する自動焦点
調整方法及びその装置を得ることができる。
応性があり、かつ、光学系を小型・軽量にすることが可
能な磨耗の生じないという優れた特徴を有する自動焦点
調整方法及びその装置を得ることができる。
第１図は従来の焦点調整方法を示す説明図、第２図は本
発明の一実施例に係る自動焦点調整装置を示す概略図、
第６図は第２図の一部に係るレンズの変形例を示す概略
図である。 １．１０・・・レンズ、１１Ａ、 １１Ｂ、 ３０Ａ、
５０Ｂ。 ３ｏＣ・・・透明電極、１２．３１・・・電源、１６・
・・制御回路、２０・・・測距部。 特許出願人 株式会社ソリゴールジャパン代理人
弁理士高 橋 勇（ばか２名）０弘昂勺第１図 第２図
発明の一実施例に係る自動焦点調整装置を示す概略図、
第６図は第２図の一部に係るレンズの変形例を示す概略
図である。 １．１０・・・レンズ、１１Ａ、 １１Ｂ、 ３０Ａ、
５０Ｂ。 ３ｏＣ・・・透明電極、１２．３１・・・電源、１６・
・・制御回路、２０・・・測距部。 特許出願人 株式会社ソリゴールジャパン代理人
弁理士高 橋 勇（ばか２名）０弘昂勺第１図 第２図
Claims (2)
- （１） 対象物体から出た光を結像面に結像させる光
学系に電磁光学材料から成るレンズを備え、このレンズ
に、対象物体と当該光学系との距離に応した電界又は磁
界を印加して該レンズの屈折率を変え光学系の焦点調節
を行なうことを特徴とした自動焦点調整方法１、 - （２）対象物体から出た光を結像面に結像させる光学系
に装備された電磁光学材料から成るレンズと、このレン
ズに電界又は磁界を印加する手段と、対象物体と光学系
との距離を測定する１１１ＩＩ距部と、この測距部の出
力する距離信号に応じて前記レンズに印加する電界又は
磁界の強さを制御し光学系の焦点調節を行なう手段とを
備えたことを特徴とする自動焦点調整装部、。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13029482A JPS5922009A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 自動焦点調整方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13029482A JPS5922009A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 自動焦点調整方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922009A true JPS5922009A (ja) | 1984-02-04 |
Family
ID=15030868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13029482A Pending JPS5922009A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 自動焦点調整方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922009A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182609A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路装置 |
| JP2009012011A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Sunx Ltd | レーザ加工装置 |
| US8373936B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image sensing lens and image sensing module |
| US8400718B2 (en) | 2009-07-14 | 2013-03-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens and image pickup module |
| US8422147B2 (en) | 2011-04-05 | 2013-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens and image pickup module |
| US8462448B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-06-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image sensing module, imaging lens and code reading method |
| US8520127B2 (en) | 2009-10-08 | 2013-08-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens comprising aperture stop and single lens, image pickup module comprising image pickup lens including aperture stop and single lens, method for manufacturing image pickup lens comprising aperture stop and single lens, and method for manufacturing image pickup module comprising image pickup lens including aperture stop and single lens |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232348A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-11 | Thomson Brandt | Automatic focusing projector and reader |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13029482A patent/JPS5922009A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232348A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-11 | Thomson Brandt | Automatic focusing projector and reader |
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| JP2009012011A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Sunx Ltd | レーザ加工装置 |
| US8400718B2 (en) | 2009-07-14 | 2013-03-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens and image pickup module |
| US8462448B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-06-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image sensing module, imaging lens and code reading method |
| US8520127B2 (en) | 2009-10-08 | 2013-08-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens comprising aperture stop and single lens, image pickup module comprising image pickup lens including aperture stop and single lens, method for manufacturing image pickup lens comprising aperture stop and single lens, and method for manufacturing image pickup module comprising image pickup lens including aperture stop and single lens |
| US8373936B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image sensing lens and image sensing module |
| US8422147B2 (en) | 2011-04-05 | 2013-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image pickup lens and image pickup module |
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