JPS6321617A - 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］ この発明は、自動焦点調節装置、詳しくは電子スチルカ
メラ、ビデオカメラ等における自動焦点調節装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来のレンズ交換式カメラにおける自動焦点調節、即ち
オートフォーカス（以下、ＡＦという）は、大きく分け
て■レンズを移動させるものと、■フィルム、撮像素子
等を移動させるものとに分けられ、更に上記■のレンズ
を移動させるものは、［株］交換レンズがわにレンズ移
動用のアクチュエータ（レンズ駆動動力源）を内蔵して
いるタイプと、■カメラボディがわにアクチュエータを
内蔵しているタイプとに分けられる。

ところで、上記［株］のタイプのＡＦ装置は交換レンズ
がわが複雑で大高になり、コストも高くなるという欠点
を有しており、また上記◎のタイプのものは交換レンズ
とカメラボディとを機械的に結合するため、その連結部
（マウント）が非常に厄介な構造となって複雑化し信頼
性が低下すると共に、アクチュエータの能力がボディが
わに制限されるので、大きなレンズや超高速化等の特別
な要求には向かない。

一方、上記■のタイプのＡＦ装置はボディがわに内蔵さ
れたアクチュエータでボディ内の撮像素子やフィルムを
移動させるので、駆動力の伝達効率が大変良く、また撮
像素子としてＣＣＤ等の小さな素子を用いた場合には高
速化ができるし、更にレンズの相対位置関係が変らない
ため、光学性能の設計も容易となるという種々の利点を
有している。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述のように利点の多い上記■のタイプ、即
ちボディがわに内蔵されたアクチュエータでボディ内の
ＣＣＤ等の撮像素子を移動させるタイプのＡＦ装置にお
いては、その繰出伍が最初の設計の段階で決まり、スペ
ース上数的〜１ｃｍに限られるため、次のような不具合
がある。例えば縁出量を前後に４■移動するようにする
と、レンズの焦点距Ｒｆ　ｍｆＩが２０ｍａ＋のレンズ
では、そのフォーカシング範囲は無限遠の距＃閃〜最近
接撮影距離０．２ｍとなりマクロ領域まで入り、焦点距
離ｆ−４０ｍｒａのレンズではフォーカシング範囲はｊ
ｊｊＥ限遠の距Ｍ（１）〜最近接撮影距ｆ４１　ｍとな
って、−応実用範囲となり問題はないが、焦点距Ｒｆ　
＝８０市のレンズではフォーカシング範囲は無限遠の距
、＃■〜最近接撮影距、！ｉＩ４　ｍとなって、近接撮
影ができなくなるという不具合がある。上記焦点距、＃
ｆと最近接撮影距離Ω、との関係は、近似的にｇＮ−ｆ
　　という関係にあるため、長焦点レンズでは近接撮影
が不可能になってしまう。

しかし、一般に使用頻度の高い標準〜広角の交換レンズ
に対しては、上記■のタイプのＡＦ装置はきわめて有効
な手段である。特にＣＣＤなど画面サイズが（従来のラ
イカ判銀塩フィルムを用いるカメラ等に比べて）小さい
ものになればなる程、同じ画角を得るのに必要な焦点距
離は短くなるため、近接撮影に支障をきたすような長焦
点レンズを用いなくてはならないのは極めて希であり特
殊なレンズということになる。この点に着目し、焦点距
離の長いレンズには特にフォーカシング用アクチュエー
タを内蔵させておき、このレンズ内蔵アクチュエータで
フォーカシングを行なうようにすれば、一般の撮影につ
いてはボディ内の撮像素子を移動させる自動焦点ユ！Ｊ
　＃　Ｗ置が可能になる。

従って、本発明の目的はボディがわに内蔵されたアクチ
ュエータでボディ内の撮像素子を移動させるタイプのＡ
Ｆ装置を採用し、様々な要求に応えられるレンズ交換式
カメラ用自動焦点調節装置を提供するにある。

即ち、本発明は一眼レフレックスタイプのＴＴＬによる
合焦情報や外部的に計った距離情報等も含むピント情報
を検出するための検知装置（以下、これをピントセンサ
と称し、撮像素子自身をピントセンサとして用いるもの
も含む）を有し、このピントセンサの出力に基づいて撮
像素子（光電変換デバイスの他、フィルム等も含む）上
に、レンズからの肢写体像を合焦させる自動合焦カメラ
に、撮像素子を光軸方向に移動させる手段を内蔵させ、
レンズマウントには装着されたレンズが「フォーカシン
グアクチュエータを持たないレンズ」であるか「フォー
カシングアクチュエータ内蔵レンズ」であるかを判別す
るための検出接点を設けると共に、カメラ内にはこの接
点による判別手段を配設し、ｒフォーカシングアクチュ
エータを持たないレンズ」に対しては上記撮像素子移動
手段により合焦動作を行い、「フォーカシングアクチュ
エータ内蔵レンズ」に対しては撮像素子をある基準位置
に固定した状態にして、レンズのフォーカシングアクチ
ュエータの駆動による合焦動作をさせるか、或いは上記
撮像素子移動手段とレンズのフォーカシングアクチュエ
ータの駆動の組み合せにより合焦動作をさせるようにし
たものである。

［問題点を解決するための手段および作用ｊ本発明は、
フォーカシングアクチュエータを持たない第１の類型の
レンズとフォーカシングアクチュエータを持つ第２の類
型のレンズとの双方の類型を含む複数種類のレンズのう
ちの何れかのレンズを装着可能になされた自動焦点調節
装置であって、 装着されたレンズによる光学像を自己の撮像画に結像せ
しめると共に、該光学像を電気信号に変換すべく変位可
能に配設された撮像素子と、装着されたレンズが上記第
１または第２の類型のものであるとき、これに応じた弁
別信号を発生する弁別手段と、 当該時点での合焦状態に係るピント情報を得るピント情
報検出手段と、 上記ピント情報に基づいて常時は上記撮像素子のみを変
位駆動することによる第１の方式の合焦調節動作をなす
だめの第１の制御信号を出力すると共に、上記弁別信号
を得たときは上記第２の類型のレンズのフォーカシング
アクチュエータまたは該アクチュエータと上記撮像素子
変位の双方の動作による第２の方式の合焦調節動作をな
すための第２の制御信号を出力するコントロール回路と
、上記第１の制御信号に応動して上記撮像素子を変位駆
動する撮像素子移動手段と、 上記第２の類型のレンズが装着されたときに同レンズの
フォーカシングアクチュエータに上記第２の制御信号を
供給するためのコネクタと、を具備したことを特徴とす
るものである。

［実　施　例］ 以下、図示の一実施例によって本発明を説明する。なお
、本実施例は本発明を電子スチルカメラに適用したもの
である。

第１図に示すように、本発明の適用されるカメラは、そ
のカメラボディ１の内部にＣＯＤ等の撮像素子からなる
イメージヤ２がアクチュエータ３によってレンズ光軸上
において前後に変位し得るように配設されており、更に
第７図に示すイメージヤアクチュエータ駆動回路１１と
レンズアクチュエータ駆動回路１２との何れか一方を動
作させるＡＦコントロール回路１３およびピントセンサ
１４と弁別回路１５とを具備するＡＦ回路４（第１図参
照）が内蔵されている。

また、このボディ１のレンズ装着用ボディマウントは、
フォーカシングアクチュエータを持たない第１の類型の
交換レンズとフォーカシングアクチュエータを持つ第２
の類型の交換レンズとの双方の類型を含む複数種類の交
換レンズが装着されるようになっており、そのマウント
リング５（第５図参照）には、装着されたレンズが上記
第１の類型のレンズかまたは第２の類型のレンズかを検
出すると共に、第２の類型のレンズの場合にはレンズア
クチュエータをボディ内の駆動回路１２に電気的に連結
するための複数の電気接点６ａ〜６ｄが配設されている
。

この電気接点６ａ〜６ｄは第５，６図に示すように、マ
ウントリング５の前面より凹んだ位置にそれぞれ埋設さ
れていて、各種交換レンズがわにそれぞれ設けられた弾
性突出端子７ａ〜７ｄが弾発的に接触するようになって
いる。上記電気接点６ａおよび６ｂは上記レンズの類型
を検出する接点であって、それぞれ検出回路８ａ、８ｂ
に接続されており、電源からプルアップ抵抗９ａ、９ｂ
を介して動作電圧Ｖｃｃが供給されている。

また、電気接点６ｃはグラウンドに接続されており、電
気接点６ｄは上記レンズアクチュエータ駆動回路１２に
接続されている。

このように構成されている装着レンズの類型弁別手段は
、レンズアクチュエータを持たない第１の類型のレンズ
が装むされたときには、同レンズが弾性突出端子を持た
ないことにより、電気接点６ａが開放され、このとき接
点６ａがＨレベルであることによって第１の類型のレン
ズであることを弁別する。一方レンズアクチュエータを
持った第２の類型のレンズについては、あらかじめレン
ズ内で端子７ａを端子７Ｃに短絡した（１４成にするこ
とでレンズ装着時にその弾性突出端子７ａ〜７ｄか電気
接点６ａ〜６ｄに接触したとき接点６ａがＬレベルとな
ることてこれを弁別するようになっている。

なお、第２の類型のレンズは前述のようにレンズアクチ
ュエータを有しているわけだが、その場合の合焦の仕方
には、 Ａ）カメラ側のイメージヤを’１９位置に固定しておい
て、レンズアクチュエータによるレンズの駆動により合
焦するもの、 Ｂ）レンズアクチュエータによるレンズの移動により粗
合焦を行ない１、最終的な合焦はカメラ側のイメージヤ
の移動により行なう特殊なもの、の２種が考えられる。

電気接点６ｂは、この２種の弁別のためのものであり、
Ａ）タイプのレンズは端子７ｂを持たないか、或いは端
子７ｂを持っていても電気的に開放してあり、一方Ｂ）
タイプのレンズは端子７ｂを端子７Ｃに短絡した構成に
しておけば、接点６ｂのレベルはＡ）タイプ・・・・・
・ＨＢ）タイプ・・・・・・Ｌ　となるのでこれを弁別
することができる。

また、ボディ１内に設けられる上記ＡＦ回路４は、第７
図に示す如く前述のピントセンサ１４、即ちピントが合
っているか否か、および前ピンか後ピンか等の信号を出
力する合焦情報や距離情報等のピント情報をＡＦコント
ロール回路１３に入力するピントセンサ１４と、上シ己
弁別信号を出力する弁別回路１５と、この弁別回路１５
の出力および上記ピントセンサ１４の出力が人力されて
ＡＦ制御信号を出力するＡＦコントロール回路１３と、
上記ＡＦ制御信号が人力されるイメージヤアクチュエー
タ駆動回路１１およびレンズアクチュエータ駆動回路１
２とで構成されている。

上記ＡＦコントロール回路１３およびピントセンサ１４
はそれ自体は公知のものであって、例えばピントセンサ
１４はフォトダイオードアレイからなる、いわゆる位相
差検出方式における像ズレセンサ（瞳分割の原理による
）でありＡＦコントロール回路１３はマイクロコンピュ
ータ制御でアクチュエータを駆動するものであっても良
い。

その基本的な動作は、ピントセンサ１４の出力が前ピン
を示しているときにはレンズとイメージヤの相対距離を
縮る如く、また後ピンを示しているときには相対距離を
延ばす如くイメージヤアクチュエータ或いはレンズアク
チュエータを駆動し、合焦時には非駆動とするものであ
る。

ここで本発明の実施例に関し特徴的なことは、ＡＦコン
トロール回路１３が駆動するアクチュエータの選択を、
弁別回路１５の出力に基づいて行なうことである。

すなわち、このＡＦコントロール回路１３は上記ピント
情報に基づいて常時は上記イメージヤ２のみを変位駆動
することによる第１の方式の合焦調節動作をなすための
第１の制御信号を出力すると共に、上記弁別信号を得た
ときは上記第２の類型のレンズのフォーカシングアクチ
ュエータまたは該アクチュエータと上記イメージヤ変位
の双方の動作による第２の方式の合焦調節動作をなすた
めの第２の制御信号を出力するように動作する。

従って、上記第１の制御信号が出力されたときにはイメ
ージヤアクチュエータ駆動回路１１が作動し、」二記第
２の制御信号が出力された場合にはレンズアクチュエー
タ駆動回路１２またはイメージヤアクチュエータ駆動回
路１１とレンズアクチュエータ駆動回路１２の両方が動
作する。

一方、前記イメージヤアクチュエータ３は第８〜１０図
に示すように、上記イメージヤアクチュエータ駆動回路
１１の出力が印加されて回転する駆動モータ１６と、同
モータの出力軸１６ａに固定されたプーリ１７と、この
プーリ１７にそれぞれ一端部が固定されたのち、互に反
対の向きに巻回されてそれぞれ反対の方向にレンズ光軸
に平行して延び出して、その他端部がイメージヤ移動枠
１８の取付部１８ａ、１８ａにそれぞれビス１９ａ、１
９ａによって固定された駆動用ベルト２０ａ、２０ｂと
、上記イメージヤ移動枠１８を光軸方向に移動案内する
ガイド軸２１ａ、２１ｂ。

２１ｃとで構成されている。

゛上記駆動モータ１６は、通常は正逆回転するＤＣモー
タが使用されるがステッピングモータ。

超音波モータ等が用いられてもよい。二のモータ１６は
カメラボディ１の不動部材にディスタンスピース２２を
介して固定されたブラケット２３に、その出力軸１６ａ
がレンズ光軸と直交する向きに取り付けられている。ま
た上記イメージヤ移動枠１８は装着レンズ鏡胴２４の後
群のリレーレンズ２５の後方位置に、イメージヤ２が位
置するように同イメージヤ２を支持し、上記ガイド軸２
１ａ〜２１ｃによって光軸方向に前後動するように配設
されており、更にイメージヤ２の前方には光学フィルタ
２６が位置するようにこれを保持している。

このように構成された本実施例の自動焦点調節装置を有
するカメラは次のように動作する。

先づ第２図に示すように通常のレンズ３０、即ちフォー
カシングアクチュエータを持たない第１の類型の交換レ
ンズが装着された場合には、ボディマウントのマウント
リング５の電気接点６ａは開放されるので、これを検出
した弁別回路１５の出力によりＡＦコントロール回路１
３はピント情報に基づいて演算動作を行って合焦調節動
作をなすための第１のＡ　Ｆ　１ｉ＋１　ｇＪ倍信号、
イメージヤアクチュエータ駆動回路１１に向けて出力す
る。これが出力されると駆動モータ１６は合焦方向に回
転し駆動ベルト２０ａ、２０ｂを介してイメージヤ移動
枠１８を光軸方向に移動させ、イメージヤ２を変位させ
て合焦を行う。このイメージヤ２は前方がわに移動した
ときには無限遠位置、後方がわに移動したときには近距
離位置の合焦動作を行うようになっている。

次に焦点距離の長いレンズの例として、第３図に示すよ
うな望遠ズームレンズ３１、即ちフォーカシング用前玉
レンズ３２を前後動させてフォーカシングをするモータ
等のフォーカシングアクチュエータ３３を有する第２の
類型のＡ）タイプの交換レンズが装着された場合には、
これをマウントリング５の電気接点６ａがり、６ｂがＨ
になることにより検出し、弁別回路１５から弁別信号が
ＡＰコントロール回路１３に出力される。これが人力さ
れるとコントロール回路１３は先づイメージヤアクチュ
エータ駆動回路１１を駆動してイメージヤ２を基準位置
に固定する。しかるのち、ＡＦコントロール回路１３は
ピント情報にノミづいて演算動作を行い、合焦調節動作
をなすための第２のＡＦ制御信号を、レンズアクチュエ
ータ駆動回路１２に向けて出力する。すると、同回路１
２は電気接点６ｄに接続されているため、このレンズ３
１の弾性突出端子７ｄを通じて上記第２のＡＦ制御信号
はフォーカシングアクチュエータ３３に伝達され、アク
チュエータ３３が駆動されて前玉レンズ３２を移動させ
てフォーカシング動作が行なわれる。なお、レンズ３１
の符号３４は変倍系レンズ群を、符号３５はリレーレン
ズ群をそれぞれ示すものである。

次に、第４図に示すように距離レンジ切換式のレンズア
クチュエータ３６を内蔵した交換レンズ３７が装着され
た場合について説明する。この交換レンズ３７は特殊な
レンズであって、距離レンジの切換機構をもっている。

距離レンジの切換えというのは、いわばゾーンフォーカ
ス的な考え方であって、「ボディ側のイメージヤ移動に
よってフォーカシングできる範囲」を一つの「レンジ」
として、そのレンジを切換えてやるものである。

ただしゾーンフォーカスの場合は、ひとつのレンジ（ゾ
ーン）内のピントはレンズの被写界深度でカバーするの
に対し、この場合は各レンジに対してイメージヤ移動に
よりフォーカシングを行なう点が異なる。

これは焦点距離が中位のいわゆる「中望遠」レンズ等で
特に有効な方式であって、例を挙げて説明すればイメー
ジヤ移動距離４ｍｌ１１のカメラに対し、ｆ−５６ｍｍ
のレンズを使用すると、前述のρＮ”ｆ２の関係から合
焦可能距離範囲力＜　Ｏｎ　−＋　２ｍと近接側が不足
となるのであるが、交換レンズ側でレンズを当初の設定
位置から約４ｍ１１１繰り出した位置に設定してやれば
、その場合の撮影可能距離は２ｍ〜１ｍとなるので、そ
の２つの設定を切り換えることで、ｏｏ〜１ｍが合焦可
能であり、実用的になる。

この場合距離レンジを切換えるためのアクチュエータが
必要になるが、動作はレンズを２つの位置で切り換える
だけと非常に単純であるから、制御が簡単になり、高速
化も容易である。またアクチュエータ３６自身もＤＣモ
ータに限らず、例えばソレノイドなど機構が単純で安価
なもので良い。

また以上の説明でわかるように、このような距離レンジ
切換式レンズは、第２の類型のレンズのＢ）タイプであ
る。従って、マウント部の端子？ａ、７ｂはそれぞれ端
子７Ｃに短絡した構成をとる。このようなレンズ３７が
装着された場合には、マウントリング５の電気接点６ａ
、６ｂがともに“Ｌ”レベルになることにより、この交
換レンズ３７が第２の類型のＢ）タイプのレンズである
ことを検出し、この検出信号が弁別回路１５を通じてＡ
Ｆコントロール回路１３に入力される。

このときＡＦコントロール回路１３は、ピントセンサ１
４の出力にもとづいて、まずレンズアクチュエータ駆動
回路１２をはたらかせてレンズアクチュエータ３６を駆
動し、距離レンジを遠距離がわか近距離がわに切り換え
る。

しかるのち、ピント情報に基づいてＡＦコントロール回
路１３は演算動作を行って合焦ニー１節動作をなすため
の前記第１のＡＦ制御信号かイメージヤアクチュエータ
駆動回路１１に向けて出力される。従って、駆動モータ
１６が合焦方向に回転せられ駆動ベルト２Ｑａ、２０ｂ
を通じてイメージヤ移動枠１８を光軸方向に移動し、イ
メージヤ２を変位させて合焦を行う。

なお、この例ではレンジの数は遠距離、近距離の２つで
あったが、さらに焦点距離の長いレンズに対してはレン
ジ数を増やすことで同様の対応が可能なことは言うまで
もない。

逆にこの例のようにレンジ数が少ない場合は切り換え動
作はごく単純なものとなるので、この切り換え動作だけ
はアクユエータを用いず手動で行なう構成も可能である
。ただしこの場合、カメラから見たＡＦ動作としては第
１の類型のレンズと同等にになるので、この場合マウン
ト部の端子７ａは電気的に開放状態になるようにする。

また第２の類型Ｂ）タイプのものとして、以上の説明で
は距離レンジの切り換え式の例を挙げたが、これに限る
ことなく例えばフォーカシングレンズを連続的に移動さ
せつつイメージヤも移動させることでレンズ性能（収差
など）の最良点を用いるなど、さまざまなｔｌが成があ
り得る。

その池水発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能であることは言うまでもない。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば平生はイメージヤの
移動による高速のＡＰ動作が行なえると共に、前記第２
の類型の交換レンズの適用もできるため、広汎な用途に
応じられる自動焦点調節装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の
組み込まれた電子スチルカメラのボディがわの概略構成
図、 第２図は、上記第１図のカメラボディにフォーカシング
アクチュエータを持たない第１の類型の交換レンズを装
着した場合の概略構成図、第３図は、上記第１図のカメ
ラボディにフォーカシングアクチュエータを持った第２
の類型のＡ）タイプの交換レンズを装着した場合の概略
構成図、第４図は、上記第１図のカメラボディにフォー
カシングアクチュエータを持った第２の類型のＢ）タイ
プの交換レンズを装着した場合の概略構成図、第５図は
、マウントリングの正面図、 第６図は、上記マウントリングに設けられた電気接点の
構造を示す拡大断面図、 第７図は、ＡＦ回路の構成を示す電気回路ブロック線図
、 第８図は、イメージヤアクチュエータの一例を示す断面
図、 第９図は、上記第８図のイメージヤアクチュエータの背
面図、 第１０図は、上記第８図中の駆動ベルトの斜視図である
。 ２・・・・・・・・・・・・・・・イメージヤ（撮像素
子）３・・・・・・・・・・・・・・・イメージヤアク
チュエータ（撮像素子移動手段） ４・・・・・・・・・・・・・・・ＡＦ回路６ａ〜６ｄ
・・・電気接点（コネクタ）１３・・・・・・・・・・
・・コントロール回路１４・・・・・・・・・・・・ピ
ントセンサ（ピント情報検出手段） １５・・・・・・・・・・・・弁別回路（弁別手段）３
０・・・・・・・・・・・・第１の類型のレンズ３１．
３７・・・第２の類型のレンズ ３３．３６・・・レンズアクチュエータ晃　１　閃 ％５区　　　　　　％６図 売７四 ＋＋４ 亮８閃　　　　　　缶９図 ％１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フォーカシングアクチュエータを持たない第１の類型の
   レンズとフォーカシングアクチュエータを持つ第２の類
   型のレンズとの双方の類型を含む複数種類のレンズのう
   ちの何れかのレンズを装着可能になされた自動焦点調節
   装置であって、装着されたレンズによる光学像を自己の
   撮像面に結像せしめると共に、該光学像を電気信号に変
   換すべく変位可能に配設された撮像素子と、装着された
   レンズが上記第１または第２の類型のものであるとき、
   これに応じた弁別信号を発生する弁別手段と、 当該時点での合焦状態に係るピント情報を得るピント情
   報検出手段と、 上記ピント情報に基づいて常時は上記撮像素子のみを変
   位駆動することによる第１の方式の合焦調節動作をなす
   ための第１の制御信号を出力すると共に、上記弁別信号
   を得たときは上記第２の類型のレンズのフォーカシング
   アクチュエータまたは該アクチュエータと上記撮像素子
   変位の双方の動作による第２の方式の合焦調節動作をな
   すための第２の制御信号を出力するコントロール回路と
   、上記第１の制御信号に応動して上記撮像素子を変位駆
   動する撮像素子移動手段と、 上記第２の類型のレンズが装着されたときに同レンズの
   フォーカシングアクチュエータに上記第２の制御信号を
   供給するためのコネクタと、を具備したことを特徴とす
   る自動焦点調節装置。