JPS62253130A - 自動焦点調節装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被写体に向けて光線を投射し、その反射光を
受光素子で受光して距離を知る所謂差動型アクティブ方
式の測距装置において、測距パララックスを少なくした
自動焦点調節装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から被写体までの距離を検出し、この検出結果に基
づいて駆動モータ、表示器等を駆動し、自動的に被写体
までの距離を検出し、同時に撮影レンズ又は撮影面を移
動して、被写５体像が自動的に合焦状態になるように調
節する各種装置が提案されている。その代表的なものと
して、被写体に特定のパターンの投光を行い、被写体か
らの反射光を２つの受光部で検知し、両受光部の出力差
に基づいて、被写体距離を検出する所謂差動型アクティ
ブ方式の測距装置があり、簡易な構成により比較的高精
度の測距動作が得られる利点がある。

第５図及び第６図は従来公知の差動型アクティブ測距装
置を備えた自動焦点調節装置付きのカメラを示し、近赤
外光を発する赤外ダイオード又は半導体レーザー等の投
光素子ｌから発射された光線は、例えばモールド酸の非
球面レンズである投光レンズ２によって被写体Ｓ上に投
光スポットを形成する。この投光スポットは被写体Ｓ上
で反射され、その反射光は例えばモールド酸の非球面レ
ンズである受光レンズ３により、例えばＳＰＣ等から成
り領域４ａ、４ｂに２分割された受光素子４上に結像さ
れる。

第５図に示すような合焦状態においては、受光素子４上
に形成された投光スポット像は、その中心が領域４ａと
４ｂの境界線上にあり、領域４ａの出力をＡ、領域４ｂ
の出力をＢとすると、Ａ−Ｂ＝Ｏとなっている。このよ
うに、出力ＡとＢが同一のとき、或いはその差が極めて
小さいときが合焦状態であり、被写体Ｓの像はフィルム
面、撮像管又は撮像素子の結像面上に正しく結像される
。

ところで、第６図に示すように第５図の合焦状態から、
例えば被写体Ｓがカメラ側に瞬間的に移動した場合には
、受光素子４上の投光スポット像は領域４ｂ側寄りに結
像され、領域４ａ、４ｂからの出力を信号処理回路５で
増幅・積分した後にその差を求めると、Ａ−Ｂは負とな
り後ピントが検出される。この信号処理回路５から得ら
れた差信号の符号と大きさを、マイクロプロセッサ６で
演算してＡＦモモ−７を駆動制御し、合焦用レンズ群を
含む撮影レンズ群８、受光レンズ３が連動して矢印方向
に移動する。この結果、Ａ−Ｂ＝　０となるとＡＦモモ
−７が停止し、新たな被写体距離に対して合焦する。な
お、Ａ−Ｂは実際の構成ではノイズ等を考慮して、ＩＡ
−Ｂｌ＜ｋで合焦となるように不感帯ｋを有している。

しかしながら、このように投光素子ｌ及び投光レンズ２
を固定して配置した場合には、測距しているポイントが
常に撮影画面の中心にあるとは限らず、距離に応じて変
化するという所謂測距のバララックスを生じてしまう０
例えば、カメラの前方から見て第７図に示すように投光
レンズ２と受光レンズ３が、撮影レンズ群８を挟んで上
下に配置された場合の画面内の測距ポイント位置を第８
図に示す。第５図における距離Ｒの時の測距視野位置を
ＰＯとすると、それよりも近距離側での成る距離の測距
位置はＰｌ、遠距離側での成る距離はＰ２となる。なお
、投光レンズ２が撮影レンズ群８の鉛直線上にないとき
には、更に横方向のずれも生じてくる。

このような測距視野位置のずれは、特にズームレンズの
場合にはその望遠端で大きくなり、被写体Ｓの大きさ等
によっては測距誤差の原因となる。従って、この測距の
バララックスをなくすための手段が、従来から幾つか提
案されている。

第９図は測距視野のバララックスを画面中心に保つため
の一実施例であり、第５図、第６図の例と比較すると、
受光レンズ３だけでなく投光レンズ２も撮影レンズ群８
と連動している。これにより新たな合焦状態では、２点
鎖線で示したような投光光線と受光光線を通り、測距パ
ララックスがなく合焦に至ることになる。しかしながら
、このような場合は投光レンズ２と受光レンズ３の両方
を作動するために機構的に複雑になったり、測距精度が
稍々劣化したり、組立や調整が困難でコスト高になる等
の欠点がある。なお、第５図、第６図、第９図では、投
拳受光レンズ２．３を作動するタイプを述べているが、
投光素子１や受光素子４又は構成によってはミラーを設
けてこのミラーを作動するなどの変形例が考えられる。

第１０図は別の構成による公知のセミＴＴＬ方式の差動
型アクティブ測距装置を備えたカメラの他の従来例を示
し、第５図、第６図で示したような投光系、受光系の光
学要素を撮影レンズ群８から完全に独立させるのではな
く、投光光学系を形成するレンズの一部を撮影レンズ系
と兼用させた形態とし、第５図、第６図に示したものよ
りも一般にはコンパクト性に優れる形態である。投光素
子ｌは光学的に撮影レンズ群８の撮影軸上の焦点面と等
価な位置に配置されており、被写体Ｓに対する撮影レン
ズ群８の停止位置によって決まる合焦距離上で、投光ス
ポット像は正しくピントを結ぶと共に、測距のバララッ
クスもない、投光レンズ２を通過した発光素子１からの
投光光線は、投先光線の波長域の光だけを反射するグイ
クロイックミラー９によって撮影光軸と一致し、焦点距
離調節に関与するレンズ群ｌＯを含めた撮影レンズ群８
を通過して、被写体Ｓに発射されるものである。即ち、
第９図の従来例では、投光レンズ２は撮影レンズ群８の
動きと連動して移動したが、第１０図の従来例ではその
必要はない。なお、第１Ｏ図でＲで示した長さは三角測
距方式の基線長を示している。

第１１図は更に別の構成によるＴＴＬ方式の差動型アク
ティブ測距装置を備えたカメラ用レンズの変形例であり
、この場合には投光素子１と受光素子４は共に撮影レン
ズ群８の撮影光軸上の焦点面と等価な位置にグイクロイ
ックミラー９を介して配置されている。

このような第１θ図、第１１図のようなセミＴＴＬ、Ｔ
ＴＬ式の差動型測距装置では、何れも測距位置は画面の
中心となり、測距のバララックスのないものであるが、
第５図、第６図、第９図に示した外部測距方式のものに
比べて被写体Ｓに投射されるエネルギの損失が大きく、
測距限界距離の点で不利となる。更に、グイクロイック
ミラー９を有するためにコストが高くなるという欠点も
ある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来例の欠点を除去し、外部測
距方式でありながら、容易な構成マ測距のバララックス
を極小とすることのできるカメラ等の自動焦点調節装置
を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、焦点調節
に関与する撮影レンズ群と、被写体に光線を投射するた
めの投光素子・投光レンズと、被写体からの反射光を受
光するための受光素子・受光レンズとを有し、前記撮影
レンズ群の移動に連動して、焦点距離の異なる前記投光
レンズと受光レンズとが一体的に前記撮影レンズ群の移
動方向と直交する方向に変位する機構を設けたことを特
徴とする自動焦点調節装置である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。なお
、第５図〜第１１図と同一の符号は同一の部材を示して
いる。

先ず、第１図、第２図により本発明の詳細な説明する。

８は焦点調節に関与する撮影レンズ群であり、投光レン
ズ２はその焦点距離をｆｌ（ｍｍ）とし、受光レンズ３
はその焦点距離をｆ２（ｍｍ）とする、投光レンズ２は
受光レンズ３よりも撮影レンズ群８に近い場合にはｆ２
＜　ｆｌであり、かつ両レンズ２．３は距離に応じて一
体的に変位するようになっており、投光素子１と受光素
子４は固定されている。いま、被写体Ｓまでの距離を測
定する場合に投・受光レンズ２．３は撮影レンズ群８の
移動に伴って無限遠距離時の位置Ｃ，Ｄから稍々下方の
ｄだけ移動し、第１図の位置となっている。この状態で
投光光線はＬｌとなり、被写体Ｓで反射された光線は光
路Ｌ２をとり受光素子４上に戻る。このとき、領域４ａ
からの出力と４ｂからの出力差がほぼ零となり、合焦信
号が得られるように両レンズ２．３間の距離即ち基線長
と両レンズ２．３の焦点距離ｆ１、ｆ２が予め選定され
ている。

そして、投光光線Ｌ１は合焦距離ＲＯの位置で撮影光軸
と交叉し、測距位置は画面中心となり所謂測距パララッ
クスはない。

次に、この状態から被写体Ｓが距離Ｒ１に移動したとす
ると、従来の投光光線が固定された自動焦点調節装置に
おいては、この位置の被写体Ｓからの反射光はＬ２’　
となり、この光路でできるスポット位置が受光素子４の
境界線上になるように、略Δｙだけ受光レンズ３又は受
光素子４を撮影レンズ群８の繰り出しに連動して移動さ
せていた。このような場合の被写体Ｓ上での測距位置の
撮影光軸からのずれはＡとなる。

ところで本発明の場合には、被写体Ｓが距離ＲＯからＲ
１に移動すると、投光レンズ２、受光レンズ３、撮影レ
ンズ群８が矢印の方向に移動し、特に投光レンズ２と受
光レンズ３は同一移動量を持っている。第２図はこの結
果であり、投光レンズ２と受光レンズ３の移動量は等し
くｄである。また、このとき測距視野位置のずれはＢと
なり、従来のずれＡと比較してはるかに小さくなってい
る。

本発明者の検討によると、例えばｆｌキ２８ｍｍ、ｆ２
キ１９ｍｍ、基線長Ｒ＝　１５ｍｍ、更に撮影レンズ群
８の光軸から投光レンズ２までの距離を約３０ｍｍとし
たときに、３ｍの撮影距離でＢ＝Ｏとなるようにすれば
、１．２ｍ、５ｍ、７ｍでの被写体Ｓ上での測距パララ
ックスは殆ど生じない。

第３図は本発明の構成図であり、第４図は第３図のＡ方
向から見た断面図である。撮影レンズ群８は距離環１１
に固定されており、この距離環１１は固定鏡筒１２に回
転自在に取り付けられている。固定鏡筒１２には更にブ
ロック１３が固定されており、このブロック１３には投
光素子ｌが取り付けられた基板１４と、受光素子４が取
り付けられた基板１５が固定されている。また、固定鏡
筒１２には取付部１６．１７を介して、ＡＦユニットの
本体となるフレーム１８が取り付けられている。投光レ
ンズ２、受光レンズ３はホルダ１９に組付けられ、この
ホルダ１９はカムフォロワ部２０．２つの案内筒２１を
有しており、案内筒２１を介してフレーム１８に設けら
れた案内軸２２に上下動自在に挿着され、ばね２３の弾
性力によりカムフォロワ部２０は距離環１１の表面に設
けられたカム面２４に圧接されている。なお、場合によ
ってはホルダ１９と投・受光レンズ２．３は一体のプラ
スチック成形としてもよい。

なお、この構成は一例であり連動メカニズムに関しては
、本実施例以外にも光軸方向のカム面２４をレバーを介
して連動する方式等が考えられる。

従って、投光レンズ２、受光レンズ３を保持したホルダ
１９は、ばね２３により常時下方に押さえ付けられ、カ
ムフォロワ部２０は距離環１１のカム面２４に当接され
゛ている。ここで、距離環１１を回転して撮影レンズ群
８を繰り出し又は繰り込みを行うにつれ、ホルダ１９は
カム面２４に追従して上下動される０例えば、第１図、
第２図で説明したように、撮影レンズ群８が至近側に繰
り込まれるとホルダ１９は下方に移動して、測距パララ
ックスが生じないようにすることになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る自動焦点調節装置は、
投光レンズの焦点距離と受光レンズの焦点距離を変えた
上で、これら両レンズを撮影レンズ群のうちの焦点調節
に関与するレンズ群の移動に連動して一体的に移動させ
ることにより、容易な構晟で測距視野のバララックスを
解消できる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第４図は本発明に係る自動焦点調節装置の
一実施例を示し、第１図、第２図は原理的説明図、第３
図は正面図、第４図は第３図のＡ方向から見た断面図で
あり、第５図、第６図は従来の外部測距方式の差動型自
動焦点調節装置の構成図、第７図は測距視野ずれが生ず
る時の投光レンズ、受光レンズの配置図、第８図は従来
例での画面内の測距視野位置の説明図、第９図は従来の
バララックスのない外部測距方式の差動型自動焦点調節
装置の構成図、第１０図は従来のセミＴＴＬ差動型自動
焦点調節装置の構成図、第１１図は従来のＴＴＬ差動型
自動焦点調節装置の構成図である。 符号ｌは投光素子、２は投光レンズ、３は受光レジズ、
４は受光素子、７はＡＦモータ、８は撮影レンズ群、１
１は距離環、１２は固定鏡筒、１８はフレーム、１９は
ホルダ、２０はカムフォロワ部である。′ 特許出願人　　キャノン株式会社 第３図 第４図 ６〕　　　１ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焦点調節に関与する撮影レンズ群と、被写体に光線
   を投射するための投光素子・投光レンズと、被写体から
   の反射光を受光するための受光素子・受光レンズとを有
   し、前記撮影レンズ群の移動に連動して、焦点距離の異
   なる前記投光レンズと受光レンズとが一体的に前記撮影
   レンズ群の移動方向と直交する方向に変位する機構を設
   けたことを特徴とする自動焦点調節装置。 ２、前記投光レンズと受光レンズは前記撮影レンズ群の
   距離環のカム面に追従して動くようにした特許請求の範
   囲第１項に記載の自動焦点調節装置。