JPS62231917A - スレ−ブレンズを有する合焦装置 - Google Patents

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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 二の発明は自動合焦装置、特に撮影光学系のフォーカシ
ングに連動するスレーブレンズを有する自動合焦装置に
関する。

（従来技術） ステイルカメラやビデオカメラ用の自動合焦装置として
、対物レンズ近傍にフォーカシングに連動して光軸方向
に可動なスレーブレンズを有するものとして特開昭５８
−２１１１１１号、特開昭５９−１１１６１３号等が知
られている。

一方、従来、撮影光学系のフォーカス調整レンズは物理
光学的特性が比較的安定した光学ガラスが使用されてい
るが、近年、カメラの軽量化に対する要望が強く、プラ
スチックレンズ（比重的ｌ／３）の使用が試みられてい
る（例えば特開昭５９−３４０９号）にのようにフォー
カス調整レンズにプラスチック等の温度や湿度変化に対
する屈折率や形状といった物理光学特性の変化の大きい
光学材料を使用した場合の自動合焦装置としては。

屈折率等の変化による焦点移動が、撮影系と合焦検出系
とに同時に生じてくるＴＴＬ方式のものは提案されてい
るが、前記スレーブレンズを有す方式では実現困難と考
えられていた。（例えば特開昭５９−５２１５号） （この発明が解決すべき問題点） 上記のように、 ■　スレーブレンズを有する方式では、撮影光学系のフ
ォーカス調整レンズの周囲温度、湿度変化による焦点移
動が直接検出できないと考えられていた。

■　ＴＴＬ方式では、撮影光学系中に光束分割用のミラ
ーやプリズム等を必要とし、光学系の形状が光束分割素
子用のスペースのため大きくなってしまう。

■　ＴＴＬ方式で、撮影光学系がズームレンズの場合、
フォーカス１１？！レンズの検出焦点ずれＥを補正する
ための移動量ｄはズームレンズの焦点距離をｆ、比例係
数をαとすると、次式で与えられる。

ｄ　８ａ　Ｘ　　を了 従って、円滑な自動合焦制御しこは焦点距離の検出と検
出した焦点距離に応じた制御をする必要があり、高価な
方式となっていた。

等の問題のあるものであった。

本発明の目的は、従来困難と考えられていたスレーブレ
ンズ方式で、撮影レンズ系のフォーカス調整レンズをプ
ラスチック等の環境条件の変化による物理光学特性の変
化の大きい材料で構成しても、精度良く合焦制御可能な
方式を提供することである。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明においては、撮影光学系のフォーカス調整レンズ
のフォーカシングに連動して光軸方向に移動するスレー
ブレンズ系の可動レンズ群を、フォーカス調整レンズと
ほぼ等しい焦点距離を有するとともに、周囲温度や湿度
等に対する光学特性、すなわち、焦点距離や像側主点位
置の変化、更には光学収差の変化等がほぼ等しくなるよ
うに構成することで、高価で、形状の大きなＴＴＬ方式
を採用しなくても、撮影光学系のフォーカス調整レンズ
をプラスチック化でき小型、軽量かつ廉価な自動合焦装
置が実現できた。

以下にスレーブレンズ系の可動レンズ群の周囲温度Ｔに
対し満たすべき条件を挙げる。

撮影光学系のフォーカス１！！！レンズの焦点距離をｆ
Ｃ（Ｔ）バックフォーカス距離をｆｅｅ（Ｔ）スレーブ
レンズ系の可動レンズ群の焦点距離をｆＡ（Ｔ）、バッ
クフォーカス距離をｆｌＳ＾（Ｔ）とする、自動合焦制
御時に許容される合焦時の焦点深度範囲を一ε〜ε　（
ε＞Ｏ）とする。

自動合焦装置が設定された基準温度をＴ、とすると、あ
るＵ度Ｔで被写体距離Ｕに対し自動合焦Ｗｆｆｌが検出
する焦点ずれ量δ＾はｕ＞＞ｆＡのときほぼ次式で与え
られる。

右辺第２、第３項は像側主点位置の温度による変化を示
す。

又、撮影光学系のフォーカス調整レンズの像面で発生す
る焦点ずれδ。は次式で与えられる。

δＣ”ユｄｕ−＋ｆａｃ（Ｔ）−ｆａｃ（Ｔｏ）　　”
（３）このときの撮影光学系の全系としての焦点距離を
ｆ　（Ｔ）とすると焦点深度範囲Ｅは、フォーカス調整
レンズの像面深度と。に換算すると次式で与えられる。

ｉ　ｃ　＝ｔ　Ｘ　　（ｆｃ（Ｔ）／ｆ（Ｔ））”　　
・・・・（４）（２）、（３）式の右辺第２．第３項は
被写体距離に関係しない項であり、第１項は、ｌ／υに
比例して単調増加する項であることに着目すると、自動
合焦装置の性能が保証されるべき温度範囲Ｔｌｌｌ１ｎ
〜Ｔ　ｗａｘで、δ。とδ＾の差が換算された像面深度
内にあれば良いことになる。

１　δ　。−δ　＾１　　く　ε　。　　　　　　　　
　　　・・・・・（５）従ってスレーブレンズ系の可動
レンズは次の条件が満たされるよう構成されれば良いこ
とになる。

１ｆａｃ（Ｔ）−ｆａｃ（Ｔｏ）−ｆｏＡ（Ｔ）＋ｆＢ
Ａ（Ｔｏ）ｌ〈ｔ　ｃ・・・（６）Ｉｈ…且山…”　”
ｆｏＡ（Ｔ）−ｆｏＡ（Ｔ。）−ｍ１ｎ ｆａｃ（Ｔ）＋ｆａｃ（Ｔｏ）ｌ＜　ｔ　ｃ　　　”（
７）但し　Ｔ　ｉ　　（Ｔｗｉｎ、　Ｔｍａｘ）（実施
例） 第１図に本発明の合焦装置の１実施例を示す。

第１表は本実施例において用いられた撮影光学系の１例
で、フォーカス調整レンズと連動して光軸方向に移動す
るスレーブレンズ系の可動レンズ群は第２表に示すよう
にフォーカス調整レンズと全く同一の構成としたもので
、撮影光学系のフォーカス調整レンズにプラスチックが
使用されているにもかかわらず１周囲温度の変化による
焦点ずれをも常に精度良く自動合焦装置側で検出し、合
焦状態が維持できるようにしている。

本発明に用いられる焦点ずれ検出素子としては、特開昭
５７−４５５１０号に記載されているような２重像合致
方式の素子などが考えられる。

第２図に本発明の他の実施例を示す。撮影光学系は第１
実施例とおなしものとし、スレーブレンズ系は、より高
精度に焦点ずれを検出するために、可動レンズ群の後方
に固定レンズ群を配した例であり、第１実施例と同様に
周囲温度の変化等による焦点ずれをも常に精度良く検出
でき良好な合焦状態を保てる自動合焦装置を実現してい
る。そのスレーブレンズ系の構成を第３表に示す。

上記実施例では、撮影光学系のフォーカス調整レンズと
スレーブレンズ系の可動レンズ群とを全く同一の構成に
したが、光学設計的に工夫することで、上記（６）式、
（７）式を満たす’Ｋｌ囲内で温度や湿度変化に対して
等価な変化をする別構成の光学系を実現することも可能
であることは言うまでもない。

第１表 焦点距離　ｆ＝１１．７〜６９．２　　Ｆナンバー１．
３４〜１．４４画角２ω＝５２．６’〜８．７＠ バックフォーカスｆ。＝　１　’１　、７３ｆ　　　　
　ＩＬ７　　３０，６　　６９．２ｄ、　　　　　１．
２０　２０．９１　３１．２０ｄ１□　　３２．７１　
　９．３３　　２．７１ｄ１３　　１．０？　　　４，
７４　　１．０７上記レンズ中第２．第３レンズはプラ
スチックレンズである。

第２表 実施例１ ｆ＝６２．１１８　　　　　Ｆナンバ　４．０バツクフ
オーカス　ｆ８＝５５．４０４ｒ　　　　ｄ　　　　ｎ
　　　　γｄ ｌ　　　　　８６．２０４　　１．５　１．８０５１ｇ
　　２５．４２　　　　４１．６１　　０．５ ３　　　　４１．８　　　＋、ｏ、５　１．４９２　　
５５，０４　　　　１５４．９４９　　０．２ ５　　　　４０．３６４　　８．０　１．４９２　　５
５．０６　　　　４９７、＋１６ 上記レンズ中筒２、第３レンズはプラスチックレンズで
ある。

第３表 実施例２ ｆ＝７５．６２　　　Ｆナンバ４．０ バツクフオーカス　ｆ　　＝３６．２８４ｒ　　　　　
ｄ　　　　ｎ　　　　　γｄ固定レしズ群拡大率　１．
２２倍 第２、第３レンズはプラスチックレンズ発明の効果 本発明は上記の構成により、撮影レンズのフォーカス調
整レンズがプラスチックレンズ等、環境の影響を受けや
すい材料で作られていても、常に良好な合焦状態を維持
できるので、第３図に参考のため示したような複雑で大
型になりやすいＴＴＬ形式をとる必要がないという顕著
な効果を奏する。このため、ズームレンズ等に安心して
軽竜で安価なプラスチックレンズを使用出来るだけでな
く、スレーブレンズ系の可動レンズ群を撮影レンズのフ
ォーカス調整レンズと同一にすれば、その製造も容易に
なるという効果も生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の合焦装置の光学系の
第１及び第２実施例の構成図、第３図は従来のＴＴＬ形
式の合焦装置の光学系の構成図である。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 出願人代理人　弁理士　佐　藤　文男 （他２名） ヌ　　ｌ　　　図 鷹　　　２７１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影光学系のフォーカス調整レンズ近傍にフォーカシン
   グに連動して光軸方向に移動するスレーブレンズ系を配
   置し、スレーブレンズ系で形成される被写体像位置の撮
   像面に対応する予定結像面からのずれ量を検出し、この
   ずれ量を補正するようにフォーカスレンズを駆動制御す
   るようにした合焦装置において、フォーカス調整レンズ
   群と連動してフォーカシング時に移動するスレーブレン
   ズ系の可動レンズ群は、上記フォーカス調整レンズとほ
   ぼ等しい焦点距離を有すとともに、周囲温度や湿度等に
   対する物理光学的特性もほぼ等しく構成したことを特徴
   とする自動合焦装置。