JPH0136163Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、前玉合焦方式でマニアル、オートの
両用ができ、制御系が簡単な自動合焦装置に関す
る。

従来テレビカメラやシネカメラ等の自動合焦装
置で１眼方式の場合は例えば特公昭52−15226号
公報のように前玉固定の方式がとられている。こ
の方式ではズームレンズ又は結像レンズを動かす
もので、基本的には合焦用可動レンズの手前で光
を分岐し、可動レンズと対応する他の結像レンズ
を前後に往復走査して焦点位置を光電的に検出す
る考えであり、上記方式は前玉合焦方式ではない
のでマニアル操作がうまくゆかず、実用的には合
焦が前玉でマニアルができ、しかもオートでも合
焦ができることが望ましい。

しかし前玉合焦方式でかつ１眼光を分岐して測
距する場合、第１図に示すように第２結像レンズ
１０で走査して合焦検出素子によつて被写体Ａの
位置を探すには前玉合焦レンズ１の位置により走
査領域が変わり、第１図で被写体位置が同じであ
りながら上記レンズ１０が上記レンズ１の位置と
相関の３つの位置で測距信号が出てしまい、簡単
には自動合焦が為し得なかつた。そして自動合焦
のためには撮像光路で固定した結像レンズに対し
前玉合焦レンズがどの位置にあつても自動合焦で
きるようにしなければならない。

本出願人は上記前玉合焦レンズが近点から無限
大のどの位置にあつても自動合焦が出来るように
第１図の第２結像レンズ１０又は受光素子を−ｄ
から＋ｄの範囲走査させて盲域Ｂをも包含する自
動合焦装置を別に提案した。

しかし、上記装置では第２結像レンズの走査領
域が広く、光学系によつてはそのストロークが取
れない場合がある。

本考案の目的は、自動合焦開始時に合焦レンズ
を設定基準位置に導くと共に第２結像レンズ又は
受光素子を基準位置に導き、合焦レンズを移動走
査して第２結像レンズ又は受光素子の走査ストロ
ークをほぼ1/2にした自動合焦装置を提案するこ
とである。

以下、図示の実施例で本考案を説明する。第２
図で自動合焦装置は撮像光路α上にアフオーカル
系の前玉合焦レンズ１とズーム系レンズ２とハー
フプリズム３と第１結像レンズ４と画像信号ａを
出力する画像受光部材５が設けられ、画像受光部
材に映像回路６が接続され上記合焦レンズ１はモ
ータ７で前端と後端の間を移動させるように構成
されて映像回路からは映像信号ｂが出力されてい
る。

上記合焦レンズ１は上記モータ７と駆動回路８
と強制移動走査回路９で少くとも自動合焦開始時
に第１図ロの近点と無限大の中間位置を基準位置
γに設定してこの基準位置γに導くように構成さ
れている。

上記ハーフプリズム３では入射光の一部が分岐
光路βに分岐されて分岐光は第２結像レンズ１０
を介して合焦検出素子回路１１の受光素子に入射
され、第２結像レンズはモータ１２で第１図ロの
合焦レンズ１の設定基準位置γに対応するように
０を中心に−δ、＋δの範囲往復動させて−ｄか
ら＋ｄの巾のほぼ1/2ストロークに構成されてい
る。

即ち、第１結像レンズ４と光学的に同じ条件で
対応する第２結像レンズ１０を第１図図示のよう
に−δから＋δの領域で走査させ合焦検出素子回
路１１の受光素子で被写体Ａの位置を検出するよ
うに構成され、で０は固定の第１結像レンズ４と
対応した基準位置としてある。

上記基準位置０には基準位置センサー１３が設
けられ、第２結像レンズ１０が０を通過したとき
基準位置信号ｃが出力され、その信号ｃは方向判
別回路１４と一致回路１５と強制移動回路１６に
夫々入力されるように構成されている。

上記モータ７は駆動回路８を介して、上記方向
判別回路１４から出力されるFow、又はRevの方
向判別信号で合焦レンズ１を前端例えば1.5ｍの
近点方向又は後端の∞方向に移動するように回転
方向が設定され、上記一致回路１５から出力され
るGo、又はStopの動作信号で回転操作されるよ
うに構成されている。

上記モータ１２は駆動回路１７とマルチバイブ
レータ１８で−δから＋δの領域を第２結像レン
ズ１０を往復動するように構成され、マルチバイ
ブレータ１８の信号ｅは上記方向判別回路１４と
一致回路１５と合焦検出素子回路１１に夫々入力
されている。

上記合焦検出素子回路１１では受光素子で分岐
光の光コントラストに応じた自動合焦用信号が生
じ、この信号が積算されて第３図の位置検出信号
ｆとなると共に第２結像レンズ１０の走査開始毎
に上記マルチバイブレータ１８からの信号ｅが入
り、開始からどの位置で物体を見付けたか判る合
焦タイミング信号ｇと合焦不能信号ｈが出力され
る。

上記合焦タイミング信号ｇは方向判別回路１４
と一致回路１５及び強制移動走査回路９と駆動回
路１７に入力され、合焦不能信号ｈは方向判別回
路１４と一致回路１５と強制移動走査回路９と強
制移動回路１６及び駆動回路１７に入力されてい
る。

更にレリーズ釦で操作されるレリーズ回路１９
の出力信号ｉは強制移動走査回路９と強制移動回
路１６に入力され、強制移動回路の出力は駆動回
路１７に入力されてモータ１２が回転操作される
と共に駆動回路１７からの出力信号ｊが方向判別
回路１４と一致回路１５に入力されている。そし
て、強制移動回路１６は自動合焦開始時に第２結
像レンズ１０を０点に導くようになつている。

上記のように構成された自動合焦装置の動作
は、レリーズ釦が操作されるとレリーズ回路１９
から出された信号ｉで強制移動回路１６と駆動回
路１７を介してモータ１２が回転されて第２結像
レンズ１０は０位置に停止されると共に、上記信
号ｉで強制移動走査回路９と駆動回路８を介して
モータ７が回転されて合焦レンズ１を前端及び後
端に往復移動して往移動で検出した物体の位置が
復移動で一致した時合焦検出素子回路１１から合
焦タイミング信号ｇが出て方向判別回路１４、一
致回路１５、強制移動走査回路９、駆動回路１７
に夫々入力して最初の物体検出動作をリセツト
し、更に方向判別回路１４、一致回路１５、駆動
回路１７をセツトして後、マルチバイブレータ１
８の信号ｅでモータ１２が回転されて第２結像レ
ンズ１０が−δから＋δの領域まで連続往復動さ
れる。この自動合焦動作でもし被写体距離が∞位
置から５ｍに急に変わつたとすると、合焦レンズ
１が第３図の点線の∞位置にあつて、かつ第２結
像レンズ１０が＋δの位置に移動されたときその
過程で分岐光は第２結像レンズを介して合焦検出
素子回路１１の受光素子に入射されて発生する自
動合焦信号の積算によつて第３図の点線の位置検
出信号ｆとして捉えられ、この信号ｆが走査開始
からの位置がマルチバイブレータ１８の信号ｅで
どの位置かが判断されて合焦タイミング信号ｇが
方向判別回路１４と一致回路１５に入力される。
その結果位置検出信号ｆが＋δ位置側にあるから
方向判別回路１４からFowの方向判別信号が、
一致回路１５からはGoの動作信号が駆動回路８
に入力されてモータ７は合焦レンズ１を近点方向
に移動し、合焦レンズ１が５ｍ位置に移動され、
かつ第２結像レンズ１０が０を通過するとき位置
センサー１３から基準位置信号ｃが方向判別回路
１４と一致回路１５に入力されて合焦タイミング
信号ｇと基準位置信号ｃが一致すれば合焦レンズ
１は５ｍ位置に移動され、位置検出信号ｆは第３
図の０の実線位置にあつて一致回路１５から
Stopの動作信号が駆動回路８に送られてモータ
７の回転が停止され、このとき合焦レンズ１と第
１結像レンズ４の撮像光路α上の合焦がなされた
ことになる。第２結像レンズ１０は最初の物体検
出動作後は−δと＋δの領域を常に連続往復動さ
れて被写体距離が捉えられている。

上記とは逆に、合焦レンズ１が第３図の１点鎖
線位置にあるときは位置検出信号ｆが−δ位置側
にあり、このときは方向判別回路１４からRevの
方向判別信号が出されてモータ７は合焦レンズ１
を無限大方向に移動するように回転される。

上記のように固定の第１結像レンズ４を通して
画像受光部材５に合焦させる為、このレンズ４と
対応する第２結像レンズ１０の位置が走査領域の
０で合焦タイミング信号ｇが出るように合焦レン
ズ１を収斂させることにより自動合焦を完成させ
たものである。

したがつて仮に合焦レンズ１がレリーズ釦操作
時被写体Ａに対し第１図の盲域Ｂに対応する位置
にあつても、先ず第２結像レンズが基準位置に導
かれると共に合焦レンズ１は強制移動走査回路９
の出力によつて設定基準位置γに移動されて被写
体Ａを捉えるので自動合焦がなされる。

その後の合焦動作で被写体Ａの検出位置が盲域
Ｂに入り、合焦が不能になつたときには合焦検出
素子回路１１から不能信号ｈが出て強制移動走査
回路９、方向判別回路１４、一致回路１５、強制
移動回路１６、駆動回路１７がリセツトされ、第
２結像レンズ１０は基準位置０に停止されて合焦
レンズ１が設定基準位置γに移動され、最初の物
体検出動作がなされる。以下前記と同様に合焦レ
ンズ１と第２結像レンズ１０の走査で自動合焦動
作がなされる。

第４図は第２図の強制移動回路１６に代えて遅
延回路２０が接続されてレリーズ釦による最初の
物体検出動作で合焦レンズ１は強制移動走査回路
９で設定基準位置γに移動され、合焦レンズ１が
設定基準位置に移動されるまでの時間第２結像レ
ンズ１０の走査開始が遅延回路１９で遅延される
ように構成されている。他の動作は第２図の構成
と同じである。

上記説明では合焦レンズ１の設定基準位置γを
第１図ロの近点と無限大の中間位置を選んだが第
５図のように一端近点に設け、第２結像レンズ１
０の設定位置０を設定基準位置γに対応するよう
に選定してもよい。このとき走査領域−δから＋
δの巾を前記−ｄから＋ｄの巾の1/2より幾分広
くなるように構成すると盲域Ｂに入る率が減少し
て効率的に被写体Ａを捉えることができる。ま
た、基準位置γを無限大に設定してもよい。

上記説明では自動合焦をおこなうために合焦レ
ンズ１と第２結像レンズ１０を走査したが、合焦
検出素子回路１１の受光素子を−δから＋δの領
域走査を連続往復動して自動合焦させてもよい。

更に第２図の位置センサー１３を合焦レンズ１
の位置検出用とし、この検出信号と自動合焦用信
号を演算して被写体距離を割り出し、この値と検
出信号との差を取つてこの差を０にするようにし
て自動合焦させてもよい。

上記説明では映像信号ｂが得られるビデオカメ
ラ用自動合焦装置で述べたが、画像受光部材にフ
イルムを用い、シネカメラやモータドライブスチ
ールカメラの自動合焦装置としてもよい。

本考案は上述のように構成されたから、自動合
焦開始時には、合焦レンズを設定基準位置に導く
と共に第２結像レンズ又は受光素子を第１結像レ
ンズが画像受光部材に結像する位置と対応する基
準位置に導かれ、合焦レンズを移動走査し、受光
素子出力で像位置を検出して合焦位置に合焦レン
ズを駆動して最初の物体検出動作を行うので、開
始時に合焦レンズ及び第２結像レンズが被写体に
対してどの位置に置かれていても、上記の動作に
より合焦レンズ及び第２結像レンズが画像受光部
材に結像する位置に強制移動されて自動合焦がな
されるので、開始時の物体検出動作が無駄な移動
をすることなく、短時間に行える。

また、上記のように最初に物体検出動作を行つ
た後は、上記合焦レンズの設定基準位置に対応す
るように第２結像レンズ又は受光素子を上記基準
位置から−δから＋δの両領域を走査して撮像光
路上の第１結像レンズを画像受光部材に自動合焦
させるので、上記第２結像レンズ又は受光素子を
−ｄから＋ｄの盲域Ｂをも包含する範囲を走査し
て自動合焦させるのに比べて半分のストロークで
自動合焦できるので、光学系、駆動系で有利とな
る共に合焦レンズの移動方向と移動量が同時に出
せるので構成が簡単で取扱操作が容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例が示され、第１図は撮像
光路におけるレンズ系の原理図、第２図は自動合
焦装置のブロツク説明図、第３図は合焦レンズ位
置と位置検出信号の関係説明図、第４図は自動合
焦装置の他の実施例説明図、第５図は設定基準位
置γの他の位置説明図である。 １……合焦レンズ、４……第１結像レンズ、５
……画像受光部材、１０……第２結像レンズ、１
１……合焦検出素子回路、１３……位置センサ
ー、１４……方向判別回路、１５……一致回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 合焦レンズと、画像受光部材へ結像させる第１
   結像レンズとの間で入射光の一部を分岐し、分岐
   光を第２結像レンズを介して受光素子に導くと共
   に、この素子の出力により合焦レンズを移動させ
   る自動合焦装置に於て、第２結像レンズ又は受光
   素子を光軸方向に可動とすると共に、合焦レンズ
   の設定基準位置における近点から無限大まで走査
   できる領域を連続往復させる手段と、上記走査領
   域であつて上記第１結像レンズが上記画像受光部
   材に結像する位置と対応する基準位置を上記第２
   結像レンズ又は受光素子が通過したことを検出す
   る手段と、受光素子出力により像位置を検出する
   手段と、該手段の出力と上記第２結像レンズ又は
   受光素子が上記基準位置を通過したときの出力と
   を検出して合焦レンズを移動させる手段と、上記
   像位置検出出力と上記第２結像レンズ又は受光素
   子が上記基準位置を通過したときの出力を検出し
   て合焦レンズの移動方向を定める手段とを備える
   と共に、自動合焦開始時に合焦レンズを上記設定
   基準位置に導くと共に第２結像レンズ又は受光素
   子を上記基準位置に導き、合焦レンズを移動走査
   して受光素子出力で像位置を検出して合焦位置に
   上記合焦レンズを駆動する手段を備えた自動合焦
   装置。