JPS61156228A

JPS61156228A - 液晶レンズを用いた自動焦点調整装置

Info

Publication number: JPS61156228A
Application number: JP27774884A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Nishioka; 公彦西岡; Takao Okada; 孝夫岡田; Takeaki Nakamura; 剛明中村; Hiroyuki Yamamoto; 博之山本; Toshihito Kawachi; 河内　利仁; Akihiro Shibayama; 柴山　哲広; Hideo Tomabechi; 苫米地　英夫
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-15

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は例えばカメラにおける自動焦点調整装置に係り
、特に液晶レンズを用いて自動的に合焦設定するように
したものである。

［発明の技術的背景とその問題点］一般に、カメラにおける焦点調整は、距離計が撮像レン
ズと連動しており、ファインダで覗きながら撮影レンズ
をヘリコイドで前後動させる□ことによって、撮像レン
ズに係合するローラアーム等を介してファインダ系のミ
ラー又はプリズムが回転し、ファインダ内の像が合った
状態を撮影レンズの合焦状態として設定できるようにな
っている。

しかしながら距離計ミラー（又はプリズム）の回転角は
、カメラと被写体との距離が１ｍから■に変化するのに
対して１″程麿であるので、連動メカニズムは非常に高
精度の工作を必要とする。

又、距離計と連動しないカメラでは、距離計で計測した
後、撮影レンズをさらに設定しなければならないという
不便さがある。

［発明の目的］本発明は上述した点に鑑み、メカニカルに高い加工精度
を必要とすることなく、電気系で合焦の設定を実現でき
る液晶レンズを用いた自動焦点鋼□整装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の概要］上記目的を達成するため、本発明による装置は、焦点設
定用に液晶レンズを用い、この液晶レンズに印加する焦
点制御信号に基いて撮像レンズを被写体との距離に応じ
て移動させるための信号を発生する手段を含んでいる。

［発明の実施例］以下、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図は本発明に係る自動焦点調整装置の第１実施例を
示す構成図であり、第２図は第１図の一員体例を示す回
路図である。尚、本発明はフィルムを用いたカメラへの
適用例について説明するが、勿論この種の撮像装置に属
するテレビカメラ、電子カメラ等にも応用することは容
易である。

第１図において、符号１は本発明を適用したカメラを示
し、反射ミラーを用いず、ピントグラスに写される像が
鮮明となったときに、フィルム上の像も自動的に調整さ
れるようにしたものである。

すなわち、ハウジング２のファインダ部２ａ前方に液晶
で構成される液晶レンズ３を配設する一方、フィルム４
の前方に撮像レンズ５を配設し、液晶レンズ３に印加さ
れる焦点制御信号６に基いて撮像レンズ５を合焦状態に
自動調整しようというものである。以下具体的に詳述す
る。

ファインダ部２ａには、接眼レンズ７及びピントグラス
８が設けられ、液晶レンズ３は、これらと所定距離を隔
てた前方に光軸を一致させて配設されている。この液晶
レンズ３は、駆動回路９からの焦点制御信号６に応じて
その焦点距離が可変される。ただし、制御信号６の変化
量としては、交流電圧の周波数又は電圧レベルであって
、駆動回路９は、これら電圧可変機能又は周波数可変機
能を有している。なお、制御信号の電圧又は周波数は、
ハウジング２外部に設けたつまみ１０の操作にて行うこ
とができる。

しかして、駆動回路９は、その出力をモータ駆動信号発
生回路１１に供給している。この駆動信号発生回路１１
は、上記制御信号６の周波数又は電圧が被写体とカメラ
との距離の関数となる信号であることから、この信号に
対応したモータ駆動信号１１ａを発生することで撮像レ
ンズ５を前後動するためのモータ１２の回転量を設定し
て、被写体と撮像レンズ５との距離を、フィルム４上で
ピンＩ・の合った像が得られるように可変している。

そのための構成として例えば撮像レンズ５は、フィルム
４の前方位置において前後動自在となるように、ラック
１３Ａとビニオン１３Ｂとの移動手段を備え、ビニオ゛
ン１３Ｂをモータ１２で回転することにより、撮像レン
ズ５を所定量前後動することができるようになっている
。

第２図は上記構成に基づく具体的−例を示し、先ず、液
晶レンズ３の構成を説明する。

液晶レンズ３は、中央透明ガラス１４の前後に隣して夫
々電極１５Ａ、１５Ｂ及び１６Ａ。

１６Ｂを有する液晶レンズ層１５．１６を有し、更にこ
れらの外側に前部透明ガラス１７及び１８を積層して、
液晶レンズ１５及び１６を中央透明ガラス１４及び前部
透明ガラス１７並びに中央透明ガラス１４及び後部透明
ガラス１８で封入したものである。ただし、電極１５Ａ
、１６Ａは互いに接続され、電極１５Ｂ、１６Ｂも互い
に接続されている。

一方、駆動回路９は、この場合直流交流変換器（以下Ｄ
Ｃ／ＡＣコンバータという）１９を主体とした電圧可変
型の制御信号を発生しており、このＤＣ／ＡＣコンバー
タ１９に電圧源２０からの直流電圧を印加することで同
］ンバータ１９から制御信号としての交流電圧が取得さ
れる。この交流電圧は、可変抵抗器２１の一端に印加さ
れ、同抵抗器２１の摺動端より電圧レベルがつまみ１０
の操作に応じて設定された交流制御電圧６として導出さ
れる。この交流制御電圧は、前記液晶レンズ層１５．１
６の各一方の電極１５Ｂ、１６Ａに印加される。ただし
、液晶レンズ層１５．１６の各他方の電極１５Ａ、１６
Ｂは接地点に接続されている。

また、可変抵抗器２１の摺動端からの交流制御電圧６は
、ダイオード２２及びコンデンサ２３から成る整流回路
を介し、て比較器２４の第１入力端に印加される。比較
器２４の第２入力端には、基準電圧源２５からの電圧が
印加されており、比較器２４はこの基準電圧と整流回路
からの直流制御電圧との例えば誤差電圧を発生する。こ
の誤差電圧は、パルス発生器２６を介して所定パルス数
又はパルス幅のモータ駆動信号１１ａとしてモータ１２
に印加されるようになっている。

次に上記構成の動作を第２図の電圧可変型について説明
する。尚、周波数可変型であっても同様の動作となる。

（１）基本動作先ず、本発明にＪ：るカメラとしての基本動作は、撮像
レンズ５で受けた被写体像を撮影時にフィルム４上に写
出する一方で、液晶レンズ３を通してピントグラス８に
映出される被写体像を、接眼レンズ７を介して観察する
。このビン１−クラス８の像がぼけている場合には、つ
まみ１０を操作して液晶レンズ３の焦点調整を行うこと
で、カメラ１と被写体との距離に応じた焦点距離制御電
圧６が可変抵抗器２１の摺動端に形成され、この電圧に
基いて液晶レンズ３は、ピントグラス８に合焦状態の鮮
明像が写し出されるような焦点距離に調整される。この
とき、撮像レンズ５前方の絞り２７を所定量開けば、フ
ィルム４上にピントグラス８と同等の被写体像をｍｆＩ
Ａできるものである。尚、具体的には、被写体が遠方の
場合には、焦点距離は大きく設定され、近くなるに従っ
て焦点距離も小さくされる。

（２）撮像レンズ５の自動焦点調整上記のようにピントグラス８の像のピントを調整するだ
けの操作で同時にフィルム４上の像が鮮明となる訳は、
制御電圧６をモータ駆動信号１１ａの原信号として用い
ていることによる。すなわち、ピントグラス８の像調整
時、可変抵抗器２１の摺動端は、液晶レンズ３と被写体
との距離に対応して制御電圧１１ａを形成するように摺
動された。したがって、制御電圧１１ａは、カメラ１と
被写体との距離（以下被写体距離という）の関数となる
。そして、制御電圧１１ａは、交流電圧であるため、こ
れを整流するダイオード２２を経た直流電圧は、やはり
カメラ１と被写体との距離の関数となっている。したが
って、比較器２４の出力に応じてパルス発生器２６から
所定パルス数又は幅のパルスでモータ１２を駆動してや
れば、その回転量が被写体距離に対応するので、フィル
ム４に合焦状態の像が写し出されるような位置に撮像レ
ンズ５を移動させることができる。ただし、本実施例で
は、比較器２４への基準電圧が固定であるため、液晶レ
ンズ３の焦点調整前に、撮像レンズ５を初期位置にセッ
トしておくことが必要である。可変抵抗器２１の摺動端
のポジションと撮像レンズ５のポジションとが対応して
いるからである。

尚、撮像レンズ５を、発生した制御電圧で任意の位置か
ら移動するように構成するためには、基準電圧源２５の
値を、撮像レンズ５のポジションに対応するように設定
し、前の調整時における電圧値を記憶しておくようにす
れば、この電圧値を基準電圧とし、この電圧と発生した
制御電圧との差電圧が撮像レンズ５を任意位置から合焦
位置へ移動させる移動歯を与えることになる。

第３図は本発明の第２実施例を示す。この実施例は一眼
レフカメラに本発明を適用したもので、第１図と共通部
分は同一符号を記す。

即ち、第３図において、符＠５は撮像レンズ、４はフィ
ルムであり、撮像レンズ５とフィルム４との間には、補
助ミラー２８を右したハーフミラ−２９が撮影時所定位
置に回動するように設けられている。そして、ハーフミ
ラ−２９で反射された像光線はペンタグラス３０を介し
て接眼レンズ７に入射する。また、補助ミラー２８はハ
ーフミラ−２９を透過した光を反射して液晶レンズ３に
入射するようにしている。液晶レンズ３のハーフミラ−
２９と反対位置には、ピントグラスとしての機能を果す
ＣＯＤ等の固体撮像素子３１が配設されており、固体撮
像素子３１は、液晶レンズ３を通した被写体像をその受
光面に結像することができる。固体撮像素子３１の出力
端は、計算回路３２に接続され、この計算回路３２へ被
写体像に基く信号を導出している。この計算回路３２は
、固体撮像素子３１からの所定周期の信号のうちコント
ラストが最大となる信号を演算により求め、そのとき液
晶レンズ駆動回路９から得られる制御信号をモータ駆動
信号発生回路３３に供給している。尚、液晶レンズ駆動
回路９は、自動掃引により周波数又は電圧レベルが変わ
る自動掃引可変型制御信号を発生している。

このような構成によれば、液晶レンズ駆動回路９が制御
信号を掃引発生することで、固体撮像素子３１の受光面
には非合焦状態の像から合焦状態に変化する被写体像が
結像され、固体搬像素子３１はこの像を次々と計算回路
３２に送出して来る。したがって、計算回路３２は、こ
れらの像を順次演算してそのコントラストが最大となる
像信号を求める。これにより、計算回路３２は、液晶レ
ンズ３の被写体距離に応じた合焦焦点距離での制御信号
を検出可能となる訳である。この４算回路３２の具体的
構成としては、・・例えば、固体撮像素子３１からの一
ライン分の信号をスペクトルに分解し、その最大空間周
波数を与えるスペクトルが１９られたときの制御信号を
モータ駆動信号の原信号とする構成、或いは最大振幅の
信号が得られたときの制御信号を上記原信号とする構成
が考えられる。

こうして、計算回路３２で得られた制御信号は、モータ
駆動信号発生回路３３をして前実施例と同様に撮像レン
ズ３を被写体距、１１１１に応じて所望量移動すること
の可能なモータ駆動信号１１ａを発生させることができ
る。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、メカニカルに撮像
レンズを距離計に連動することなく、電気的調整で済む
ため高精度の工作を必要とする連動機構が不要となる。

また、ピントグラスに光電素子を配列して絞りとかシャ
ッタスピード等を自動設定する等殆んどダイレクト測光
によるＥＥ化カメラを実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動焦点調整装置をカメラに適用
した第１実施例を示す概略構成図、第２図は第１実施例
の具体的構成の一例を示す回路図、第３図は本発明の第
２実施例を示す概略構成図である。１・・・カメラ、２・・・ハウジング、３・・・液晶レ
ンズ、４・・・フィルム、５・・・撮像レンズ、６・・
・焦点制御信号、７・・・接眼レンズ、８・・・ピンニ
ルグラス、９・・・液晶レンズ駆動回路、１０・・・つ
まみ、１１・・・モータ駆動信号発生回路、１２・・・
モータ、１３Ａ・・・ラック、１３Ｂ・・・ピニオン、
１９・・・ＤＣ／ＡＣコンバータ、２０・・・電圧源、
２１・・・可変抵抗器、２２・・・ダイオード、２３・
・・コンデンサ、２４・・・比較器、２５・・・基準電
圧源、２６・・・パルス発生器、２８・・・補助ミラー
、２９・・・ハーフミラ−１３１・・・固体撮像素子、
３２・・・計算回路、３３・・・モータ駆動信号発生回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）焦点距離が可変な液晶レンズと、この液晶レンズ
を通して得られる被写体像のコントラストが最大となる
ときの前記液晶レンズへの焦点可変用制御信号を検出す
る手段と、検出された焦点可変用制御信号に基いて合焦
状態を設定する手段とを具備したことを特徴とする自動
焦点調整装置。
（２）前記コントラストの最大の検出手段は、固体撮像
素子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の液晶レンズを用いた自動焦点調整装置。