JPS63276008A - 合焦装置 - Google Patents
合焦装置Info
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- JPS63276008A JPS63276008A JP62110693A JP11069387A JPS63276008A JP S63276008 A JPS63276008 A JP S63276008A JP 62110693 A JP62110693 A JP 62110693A JP 11069387 A JP11069387 A JP 11069387A JP S63276008 A JPS63276008 A JP S63276008A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
- G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
- G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++
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- G—PHYSICS
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- G02B15/1461—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups the first group being positive
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- Lenses (AREA)
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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】
（産業上の利用分野）
この発明は、撮影光束の一部を用いる合焦装置。
特に、光束分割後に合焦のための光学系を配置した自動
合焦装置に関する。
合焦装置に関する。
（従来技術）
撮影光学系中に光束分割素子を配置し、撮影光束の一部
を用いて合焦検出を行うようにした合焦方法を用いた自
動合焦装置は従来から知られている（例えば特許公肌昭
５９−５２１５号公報）。
を用いて合焦検出を行うようにした合焦方法を用いた自
動合焦装置は従来から知られている（例えば特許公肌昭
５９−５２１５号公報）。
このような合焦装置では、フォーカシングレンズ群が光
束分割素子より前に配置されているが、そのために次の
ような問題があり、コンパクト化。
束分割素子より前に配置されているが、そのために次の
ような問題があり、コンパクト化。
低価格化に対して不利な方式となっていた。
（１）絞りより前にフォーカシングレンズ群があるため
、焦点調節のための移動量を含めた長さをズーム系の全
長として設計をする必要があり、レンズ系の形状が大き
く１重さも重くなる。
、焦点調節のための移動量を含めた長さをズーム系の全
長として設計をする必要があり、レンズ系の形状が大き
く１重さも重くなる。
（２）フォーカシング群として被写体側の第ルンズ群を
採用した場合、同一のフォーカシングレンズのくり出し
量に対する焦点検出系の焦点ずれ量がズーム系の焦点距
離によって変わってしまい、円滑なフォーカス制御をす
るには、焦点距離をポテンショメータ或いはエンコーダ
によって検出し、検出された焦点ずれを補正する最適な
フォーカス制御量を求める必要があり、高価な焦点距離
検出器も付加する必要がある・（３）更に、この□よう
な合焦検出装置を用いて自動合焦装置を構成する場合に
は、フォーカシングレンズ群を光軸方向に駆動するモー
ターが撮影光学系の前側部に位置することになり、レン
ズ形状が異形状でカメラの設計に制約が出る。
採用した場合、同一のフォーカシングレンズのくり出し
量に対する焦点検出系の焦点ずれ量がズーム系の焦点距
離によって変わってしまい、円滑なフォーカス制御をす
るには、焦点距離をポテンショメータ或いはエンコーダ
によって検出し、検出された焦点ずれを補正する最適な
フォーカス制御量を求める必要があり、高価な焦点距離
検出器も付加する必要がある・（３）更に、この□よう
な合焦検出装置を用いて自動合焦装置を構成する場合に
は、フォーカシングレンズ群を光軸方向に駆動するモー
ターが撮影光学系の前側部に位置することになり、レン
ズ形状が異形状でカメラの設計に制約が出る。
（４）フォーカシングレンズ群の大きさが重くなる傾向
にあるため、駆動用のモーターとして高出力のモーター
が必要となり、高価で重量の重いモーターを使うことに
なる。
にあるため、駆動用のモーターとして高出力のモーター
が必要となり、高価で重量の重いモーターを使うことに
なる。
（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、撮
影系中の光束分割素子の後方にフォーカシングレンズ群
を設けることにより、上記の問題が生ぜず、小型、軽量
で低価格な自動合焦装置を実現出来る撮影光学系を得よ
うとするものである。
影系中の光束分割素子の後方にフォーカシングレンズ群
を設けることにより、上記の問題が生ぜず、小型、軽量
で低価格な自動合焦装置を実現出来る撮影光学系を得よ
うとするものである。
（問題を解決するための手段）
この発明の合焦装置は、撮影光学系の中に光束分割素子
が配設され、該素子によって分割された光束を焦点位置
検出用光学系によって結像させ。
が配設され、該素子によって分割された光束を焦点位置
検出用光学系によって結像させ。
該焦点位置検出用光学系の像面位置を計測して焦点位置
を検出するようにした光学系において、撮影光学系の焦
点調節用レンズ群が光束分割素子以降に配置され、上記
焦点位置検出用光学系は、上記焦点調節用レンズ群の焦
点調節のための光軸方向の移動に連動して光軸方向に移
動する可動レンズ群を含み、該可動レンズ群を検出され
た焦点検出用光学系の焦点ずれ量を補正するように移動
することによって、撮影光学系の焦点位置を調節するよ
うにされている。
を検出するようにした光学系において、撮影光学系の焦
点調節用レンズ群が光束分割素子以降に配置され、上記
焦点位置検出用光学系は、上記焦点調節用レンズ群の焦
点調節のための光軸方向の移動に連動して光軸方向に移
動する可動レンズ群を含み、該可動レンズ群を検出され
た焦点検出用光学系の焦点ずれ量を補正するように移動
することによって、撮影光学系の焦点位置を調節するよ
うにされている。
（作用）
撮影光学系中の光束分割素子から撮影光学系の前端まで
の長さは、レンズの大きさや重さに影響するが、この発
明では、撮影光学系中の光束分割素子の後方にフォーカ
シングレンズ群を設けることにより、フォーカシングの
ための移動量を上記の長さに加味するを必要をなくし、
レンズ全長を短くレンズ径を小さくすると共に、フォー
カシングレンズ群駆動用のモーター等を撮影光学系の後
側部に配置することができるようになる。
の長さは、レンズの大きさや重さに影響するが、この発
明では、撮影光学系中の光束分割素子の後方にフォーカ
シングレンズ群を設けることにより、フォーカシングの
ための移動量を上記の長さに加味するを必要をなくし、
レンズ全長を短くレンズ径を小さくすると共に、フォー
カシングレンズ群駆動用のモーター等を撮影光学系の後
側部に配置することができるようになる。
（実施例）
この発明の原理を下記の実施例１に対応する光学配置図
によって説明する。
によって説明する。
第１図は、被写体側から正の第ルンズ群１、変倍のため
の負の第２レンズ群２、変倍に伴う焦点移動を補正する
ための負の第３レンズ群３、光束分割素子にほぼアフォ
ーカルな光束を入射させるための第４レンズ群４、光束
分割素子として用いるハーフミラ−人リプリズムブロッ
ク５、光量制御用の絞り６、フォーカシングと結像のた
めのレンズ７、撮像素子を配置した予定焦点面８、分割
された光束を焦点検出用光学系に導く第２ミラー９、フ
ォーカシング群７と連動する焦点検出用光学系１０、焦
点検出素子を配置する予定焦点面８と等価な焦点検出用
光学系の焦点面１１、フォーカシングレンズ群７と焦点
検出用光学系１ｏとの連動機構１２から構成されている
。
の負の第２レンズ群２、変倍に伴う焦点移動を補正する
ための負の第３レンズ群３、光束分割素子にほぼアフォ
ーカルな光束を入射させるための第４レンズ群４、光束
分割素子として用いるハーフミラ−人リプリズムブロッ
ク５、光量制御用の絞り６、フォーカシングと結像のた
めのレンズ７、撮像素子を配置した予定焦点面８、分割
された光束を焦点検出用光学系に導く第２ミラー９、フ
ォーカシング群７と連動する焦点検出用光学系１０、焦
点検出素子を配置する予定焦点面８と等価な焦点検出用
光学系の焦点面１１、フォーカシングレンズ群７と焦点
検出用光学系１ｏとの連動機構１２から構成されている
。
１〜４のアフォーカルズーム部の倍率をｍ工、光学系７
と光学系１０の焦点距離をそれぞれｆ７とｆ工。とする
と、撮影光学系の合成系としての焦点距離ｆｙと、焦点
検出用光学系の合成系としての焦点距離ｆＡＦは次で求
められる。
と光学系１０の焦点距離をそれぞれｆ７とｆ工。とする
と、撮影光学系の合成系としての焦点距離ｆｙと、焦点
検出用光学系の合成系としての焦点距離ｆＡＦは次で求
められる。
ｆｖ ＝ｍｘ・ｆ７ （１）ｆ ＡＦ
＝ ｍｚ ＆ ｆ １− （２）今、
撮影光学系の物像間距離をＵとし、撮影光学系と焦点検
出系で発生する焦点ずれ量をそれぞれδ丁、δＡＦとす
ると、Ｕ〉〉ｆＡＦと仮定すれば近似的に次式で与えら
れる。
＝ ｍｚ ＆ ｆ １− （２）今、
撮影光学系の物像間距離をＵとし、撮影光学系と焦点検
出系で発生する焦点ずれ量をそれぞれδ丁、δＡＦとす
ると、Ｕ〉〉ｆＡＦと仮定すれば近似的に次式で与えら
れる。
δτ中ｆＴ”／Ｕ （３）δＡＦ ＊
ｆ ＡＦ” ／ Ｕ （４）この
ときの光学系７と光学系１０についての物像間距離をそ
れぞれＵ７、Ｕよ。とするとｆ７”／Ｕ、 −ｉ＝
ｆＴ”／Ｕ （５）ｆｌｏ”／ｕｓｏ
＊ ｆＡＦ” ／ｕ （ｓ）となり
、これから Ｕ、＝ Ｕ／ｍｚ” （７
）Ｕ、、＝ Ｕ／ｍ、”、−（３） 従って近似的に光学系７と光学系１０の物像間距離Ｕ７
とＵ、。は等しくなり、予定焦点面８と焦点検出面１１
に結像させるためのレンズ群７とレンズ群１０の移動量
ｄ７とｄ□。は次式で与えられる。
ｆ ＡＦ” ／ Ｕ （４）この
ときの光学系７と光学系１０についての物像間距離をそ
れぞれＵ７、Ｕよ。とするとｆ７”／Ｕ、 −ｉ＝
ｆＴ”／Ｕ （５）ｆｌｏ”／ｕｓｏ
＊ ｆＡＦ” ／ｕ （ｓ）となり
、これから Ｕ、＝ Ｕ／ｍｚ” （７
）Ｕ、、＝ Ｕ／ｍ、”、−（３） 従って近似的に光学系７と光学系１０の物像間距離Ｕ７
とＵ、。は等しくなり、予定焦点面８と焦点検出面１１
に結像させるためのレンズ群７とレンズ群１０の移動量
ｄ７とｄ□。は次式で与えられる。
ｄ７ ＝ ｆ７′／Ｕ７ （９）
ｄ ｔｏ ＝ ４ ｔｏ” ／ Ｕ、
（１０）従ってｆ７＝ｆよｏとすればｄ、＝ｄ
１゜となり、焦点検出系で検出された焦点ずれを補正す
るようにレンズ群１０を光軸方向に動かすことで、レン
ズ群７とレンズ群１０が１＝１運動をしていれば。
ｄ ｔｏ ＝ ４ ｔｏ” ／ Ｕ、
（１０）従ってｆ７＝ｆよｏとすればｄ、＝ｄ
１゜となり、焦点検出系で検出された焦点ずれを補正す
るようにレンズ群１０を光軸方向に動かすことで、レン
ズ群７とレンズ群１０が１＝１運動をしていれば。
撮影光学系の焦点ずれ量も良好に補正できることになる
。
。
更に第２図に第２の実施例の光学配置を示す。
第２の実施例では、撮影光学系中の光束分割素子は光軸
を外したミラーとし、結像のためのレンズ群をフォーカ
シングレンズ群７と固定の後群１３とに分け、焦点検出
用光学系も、フォーカシング群７と連動するレンズ群１
ｏと、焦点検出素子の性能を撮影光学系として要求され
る合焦性能に適合させるための固定の焦点距離変換用レ
ンズ群１４とに分けた構成としたものである。図示の実
施例においては焦点距離変換用レンズ群１４を負レンズ
群として、焦点検出用光学系の合成焦点距離が撮影系の
焦点距離より長くなるようにしているいずれの場合も焦
点ずれ量と補正するためのフォーカシングレンズ群の移
動量の対応関係は、撮影光学系の焦点距離には依存せず
、焦点距離検出用のポテンショメーター等は不要である
。又長焦点側の最至近撮影距離をＵｌ、１Ｉｆｌ（Ｔ）
、ワイド側では最至近撮影距離をＵｍ＋ｎ（Ｗ）、ズー
ム比をβとすると Ｕｍ＋ｎ（Ｗ） ＊ Ｕｍ＋ｒ＋（Ｔ）／β２とな
り撮影光学系の前端まで連続的にフォーカスを合わせら
れるというすぐれた効果が得られる。
を外したミラーとし、結像のためのレンズ群をフォーカ
シングレンズ群７と固定の後群１３とに分け、焦点検出
用光学系も、フォーカシング群７と連動するレンズ群１
ｏと、焦点検出素子の性能を撮影光学系として要求され
る合焦性能に適合させるための固定の焦点距離変換用レ
ンズ群１４とに分けた構成としたものである。図示の実
施例においては焦点距離変換用レンズ群１４を負レンズ
群として、焦点検出用光学系の合成焦点距離が撮影系の
焦点距離より長くなるようにしているいずれの場合も焦
点ずれ量と補正するためのフォーカシングレンズ群の移
動量の対応関係は、撮影光学系の焦点距離には依存せず
、焦点距離検出用のポテンショメーター等は不要である
。又長焦点側の最至近撮影距離をＵｌ、１Ｉｆｌ（Ｔ）
、ワイド側では最至近撮影距離をＵｍ＋ｎ（Ｗ）、ズー
ム比をβとすると Ｕｍ＋ｎ（Ｗ） ＊ Ｕｍ＋ｒ＋（Ｔ）／β２とな
り撮影光学系の前端まで連続的にフォーカスを合わせら
れるというすぐれた効果が得られる。
又、光束分割素子の前方のレンズ系に環境変化に敏感な
材料例えば、樹脂レンズを導入できるだけでなく、連動
レンズ群７．１０に導入しても１両レンズの環境特性を
等しく設計しておけば、環境変化による焦点ずれの影響
を避けることができ、良好な自動合焦性能を保ちながら
、軽量化や価格低減可能な自動合焦装置を実現できる。
材料例えば、樹脂レンズを導入できるだけでなく、連動
レンズ群７．１０に導入しても１両レンズの環境特性を
等しく設計しておけば、環境変化による焦点ずれの影響
を避けることができ、良好な自動合焦性能を保ちながら
、軽量化や価格低減可能な自動合焦装置を実現できる。
上記の実施例では、結像のためのレンズ群の被写体側の
レンズ群をフォーカシングレンズとして用いたが、同様
の考え方で、結像のためのレンズ群中の他のレンズ群或
いは撮像素子と焦点検出センサを連動群として選んでも
同様の結果を得ることが出来る。
レンズ群をフォーカシングレンズとして用いたが、同様
の考え方で、結像のためのレンズ群中の他のレンズ群或
いは撮像素子と焦点検出センサを連動群として選んでも
同様の結果を得ることが出来る。
第３の実施例として、第１実施例の焦点ずれを補正する
ためのレンズ群３を省き、焦点検出系が変倍に伴う焦点
ずれが検出可能であることを利用して、レンズ群３の役
割をレンズ群７に兼ねさせるようにした実施例を第３図
に示す。
ためのレンズ群３を省き、焦点検出系が変倍に伴う焦点
ずれが検出可能であることを利用して、レンズ群３の役
割をレンズ群７に兼ねさせるようにした実施例を第３図
に示す。
これによって更に、高価で高い精度の要求されるズーム
カム筒が不用となるという著しい効果が得られる。
カム筒が不用となるという著しい効果が得られる。
この発明はズームレンズに限らず、第ルンズ群の大きい
望遠系の撮影光学系にも利用でき、その構成例を実施例
４として第４図に示す。レンズ群１５はリアフォーカス
用レンズ群、レンズ群１６は１５に連動する焦点検出用
レンズ群である。
望遠系の撮影光学系にも利用でき、その構成例を実施例
４として第４図に示す。レンズ群１５はリアフォーカス
用レンズ群、レンズ群１６は１５に連動する焦点検出用
レンズ群である。
（発明の効果）
上記のように、この発明の合焦装置は１合焦のために撮
影光束の一部を用い、光束分割後に合焦のための光学系
を配置したので、レンズ系を小型に構成出来るだけでな
く、光学系を簡素化でき、自動合焦装置とする場合は、
モーターの制限を緩和することが出来、撮影光学系の前
部の形状を良好にし、カメラ設計上の制約を減らし、小
型で軽量、しかも低価格の自動合焦装置を得ることが出
来た。
影光束の一部を用い、光束分割後に合焦のための光学系
を配置したので、レンズ系を小型に構成出来るだけでな
く、光学系を簡素化でき、自動合焦装置とする場合は、
モーターの制限を緩和することが出来、撮影光学系の前
部の形状を良好にし、カメラ設計上の制約を減らし、小
型で軽量、しかも低価格の自動合焦装置を得ることが出
来た。
第１図、第２図、第３図、第４図は、それぞれこの発明
の合焦装置の第１、第２、第３、第４実施例の光学配置
図である。 １：正の第ルンズ群 ２：変倍のための負の第２レン
ズ群 ３：変倍に伴う焦点移動を補正するための負の
第３レンズ群 ４：光束をほぼアフォーカルにするた
めの第４レンズ群５：光束分割素子 ６：光量制御用
絞り７：フォーカシングと結像のためのレンズ群８：予
定焦点面 ９：分割された光束を焦点検出用光学系に
導く第２ミラー １０：フォーカシング群７と連動す
る焦点検出用光学系１１：焦点検出用光学系の焦点面
１２：フォーカシングレンズ群７と焦点検出用光学系
１０との連動機構 １３：結像レンズ群中の固定のレ
ンズ後群 １４：固定の焦点距離変換用レンズ群
１５：リアフォーカス用レンズ群 １６：焦点検出用
レンズ群 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） 第 １ 図 ０ ＩＩ 第 ２ 図
の合焦装置の第１、第２、第３、第４実施例の光学配置
図である。 １：正の第ルンズ群 ２：変倍のための負の第２レン
ズ群 ３：変倍に伴う焦点移動を補正するための負の
第３レンズ群 ４：光束をほぼアフォーカルにするた
めの第４レンズ群５：光束分割素子 ６：光量制御用
絞り７：フォーカシングと結像のためのレンズ群８：予
定焦点面 ９：分割された光束を焦点検出用光学系に
導く第２ミラー １０：フォーカシング群７と連動す
る焦点検出用光学系１１：焦点検出用光学系の焦点面
１２：フォーカシングレンズ群７と焦点検出用光学系
１０との連動機構 １３：結像レンズ群中の固定のレ
ンズ後群 １４：固定の焦点距離変換用レンズ群
１５：リアフォーカス用レンズ群 １６：焦点検出用
レンズ群 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） 第 １ 図 ０ ＩＩ 第 ２ 図
Claims (1)
- 撮影光学系の中に光束分割素子が配設され、該素子によ
って分割された光束を焦点位置検出用光学系によって結
像させ、該焦点位置検出用光学系の像面位置を計測して
焦点位置を検出するようにした光学系において、撮影光
学系の焦点調節用レンズ群が光束分割素子以降に配置さ
れ、上記焦点位置検出用光学系は、上記焦点調節用レン
ズ群の焦点調節のための光軸方向の移動に連動して光軸
方向に移動する可動レンズ群を含み、該可動レンズ群を
検出された焦点検出用光学系の焦点ずれ量を補正するよ
うに移動することによって撮影光学系の焦点位置を調節
するようにしたことを特徴とする合焦装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62110693A JPS63276008A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62110693A JPS63276008A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 合焦装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63276008A true JPS63276008A (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=14542057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62110693A Pending JPS63276008A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63276008A (ja) |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62110693A patent/JPS63276008A/ja active Pending
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