JPH03293306A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はカメラ等の距離検出装置、特に被写体に向はス
ポット状の光束を照射し、被写体からの反射光を受光素
子で受光して測距情報を得る所謂作動型アクティブ方式
の測距装置における、自動焦点調節装置に関するもので
ある。

し従来の技術］ 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、表示部等を駆動し、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、同受光部の出力差に
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リ、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。

３ｉ８５図及び第６図は従来から公知の作動型アクティ
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１から発射された光線は、例えばモール
ド族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族の
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Ａ１領ｆ！Ｉ
ｃ４ｂ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にあり、被写体Ｓの像はフ
ィルム面、撮像間、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
り後ピントが検圧される。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＝Ｏ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ｆｋを有している。

しかしながら、このように投光素子１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定のパララックスを生じてしまう。

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ｌＩＲ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Ｐｌ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
場合にはその望遠鏡で大きくなり、被写体Ｓの大きさ等
によフては測距誤差の原因となる。従って、この測定の
パ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。

例えば、投光光学系及び受光光学系のそれぞれの光軸を
該各光軸と第３の光学系（撮影光学系）の光軸とを結ぶ
直線に対し垂直な方向を回転中心として回動可能にする
手段を具える測距装置が知られ、また特開昭６０−８４
５２１号公報によって、投光系のみ走査し、受光系の二
分割線か撮影光軸を通るようにした装置も提案されてい
る。

第９図は測距視野のパララックスを画面中心に保つため
の例であり、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ては、２点鎖線で
示したような投光光線と受光光線を通り、測距バララッ
クスがなく合焦に至ることになる。

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、Ｓ５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１は光学的に撮影レンズ群８の撮影軸上の焦点面と等
価な位置に配慮されており、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、投光光線の波長域の光だけを反射するダイ
クロイックミラー９によフて撮影光軸と一致し、焦点距
離調節に関与するレンズ群１０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
動台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１０図でＲＯ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ダイクロイ
ックミラー９を介して配置されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のこの種装置には色々な問題点があ
る。例えば第９図に示す測距装置は、投光レンズ２と受
光レンズ３が共に移動するので測距パララックスがなく
合焦に至るという優れた効果は得られるが、２つのレン
ズ２−３を共に光軸方向に移動或はスライドさせる構造
になっているので、構造が複雑になり、測距精度が落ち
、更には組立てや調節が困難でコスト高になる等の欠点
がある。また図示はされていないが、投・受光レンズ２
−３を移動させる代わりに、投光素子や受光素子或は場
合によってミラーを設け、これらを光軸方向に移動させ
て測距パララックスをなくすことも考えられるが、光軸
方向に移動させる点では、前述の従来例と同じであり、
同様の欠点がつきまとうと考えられる。

方、第１０図、第１１図に示すようなセミＴＴＬ、ＴＴ
Ｌ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、測距のパララックスのないものであるか、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、ダイクロイックミ
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。

したかって、本発明は、構造が簡単でコンパクトであり
、信頼性が高く、しかも測距パララックスの小さい自動
焦点調節装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段コ 本発明は、上記目的を達成するために、その光軸か互い
に基線長だけ離れて設けられた投光光学系及び受光光学
系により被写体に光線を投光し、かつ被写体からの反射
光を受光することにより被写体までの距離を測定する装
置に於いて、投光レンズと受光レンズは、焦点調節に関
する撮影レンズ群の移動に連動して、前記投光光学系及
び受光光学系のそれぞれの光軸により構成される平面に
直交すると共に前記前記撮影レンズ群の光軸を含む平面
に対して垂直な軸を回動中心として、−法的に揺動する
ように構成されている。

また請求項２記載の発明は、投光レンズと受レンズは、
その光軸が、焦点調節に関する撮影レンズ群の縁り比し
方向の移動に対して、前記撮影レンズの光軸に近づく方
向に、−法的に揺動するように構成されている。

［作　　　用］ 本発明は、上記のように構成されているので、撮影レン
ズ群が光軸方向に移動すると、投光レンズと受光レンズ
は一体になって揺動する。その結果投光光学系の投光光
線の方向或は角度が変わり、撮影レンズ群の光軸と交叉
する。この交叉する位置が撮影レンズ群の合焦距離とな
り、この位置からの反射光が受光光学系の、例えば受光
素子の境界上に像を結ぶ。

以上のように、本発明と投光レンズと受光レンズとが連
動して揺動する構造になっているので、光軸方向に移動
する従来のものに比較して構造が簡潔になり、コンパク
トに構成できる。

また投光レンズと受光レンズは連動して揺動するので、
−本の揺動軸或は回転軸で支承するこのができ、精度は
高くバララックスの少ない測距装置を得ることができる
。

［実　施　例］ 第１図、第２図、第３図及び第４図において、符号８は
、例えば３枚程度のレンズから構成された撮影レンズ群
を示している。このレンズ群は、合焦点調節用で距離環
１１に固定されており、メスへリコイド部材１２と一体
となって、固定鏡筒１３に対して、回転繰り出し可能に
取り付けられている。固定鏡筒１３には、ＡＦ機構保持
部材１４が固定されており、この保持部材１４には、投
光素子１．２つの領域４ａ、４ｂに分割された、受光素
子４が取り付けられ、投光素子１、受光素子４のそれぞ
れの前方部にはフレーム１５に取り付けられた投光レン
ズ２と受光レンズ３が取付けられている。

レンズ２及び３がそれぞれ取付けられているフレーム１
５は、−法的に構成され、そして第１図、′ｓ２図に示
されているように、レンズ挟持部分から図において右方
へ弧状に延びた部分を有し、この先端部に設けられてい
る回転軸部１５ａ、１５ｂ部を介してＡＦ像保持１４に
、旋回可能に保持されている。この回転軸部１５ａ、１
５ｂは、′ｓ２図、第３図に示されているように投光レ
ンズ２と受光レンズ３のなす平面に直交すると共に撮影
レンズ群８の光軸を含む面に垂直に設けられている。ま
た、ＡＦ像保持１４には、レバー１６が軸１６ｃを中心
として回転可能に保持され、このレバー１６は、フレー
ム１５と連動する。ビン部ｌｅａと先端フォロア一部１
６ｂを有しており、メスへリコイド１２の後端カム面１
２ａと摺接している。またビン部１６ａはフレーム１５
のフォロア一部１５ｃとも当接している。

７は、ＡＦモータであり、その出力ギヤ２０は、距離環
１１のフォーカスギヤ部２２と噛み合い、フォーカス環
１１を、繰り出し駆動するようになっている。固定鏡筒
１３の内部には、ガイド−２３に、直進案内された変倍
レンズ２５を保持する移動環２４、及び補正レンズ２６
を保持した移動環２７を有しており、また固定鏡筒１３
の内径部にはカム環２８が回転可能に嵌合しており、該
カム環２８に設けられたカム部２８ａ、２８ｂによりそ
れぞれの移動環２４°、及び２７がカムリフトにより位
置規制される。固定　筒１３の外周部には、ズーム操作
環２９が回転可能に嵌合しており、またズーム操作環２
９より内径部に突出した突出口２９ａ部が該カム環２８
と、係合しており、ズーム操作環２９の回転駆動と、運
動してカム環２８は回動する。該ズーム操作環２９は、
ギヤ部３０を有しておりズームＭｏＴｏＫ　３２の出力
ギヤ部３１との噛み合いによりＭｏＴｏにによる回転駆
動も可能である。３３は、可視光カットフィルターでＡ
Ｆ投光レンズ３、受光レンズ２の前部にカバ一部材３４
に取り付けられ、配置されている。３６はリレー鏡筒で
結像光学系４１を内部に保持している。３５はリレーホ
ルダーでアフォーカルレンズ３７及び絞り羽根ユニット
３８を保持し、前述のリレー鏡筒３６を内径部に嵌合保
持している。

したがって、撮影レンズ群８が縁り出方向或は繰り込み
方向に駆動されると、メスへリコイト１２か光軸方向に
移動する。そうするとＡＦ像保持１４に設けられている
レバー１６が軸１６ｃを中心として揺動し、そのビン部
１６ａかフレーム１５のフォロア一部１５ｃを駆動する
。その結果フレーム１５は回転軸部１５ａ、１５ｂを中
心にして揺動する。すなわちフレーム１５に取付けられ
ている投光レンズ２と受光レンズ３は、撮影レンズ群８
の光軸方向の移動に連動して揺動し、その光軸Ｌ１は第
１図に示すようにＬｌｏに角度が変わる。そうすると、
投光光線Ｌ１゛が撮影レンズ群８の光軸と交叉する距離
が撮影レンズ群８の合焦距離となり、かつここからの反
射光が受光素子４の境界上に像を結ぶようになる。

本実施例によると、投・受光レンズが一体的に１つの回
転軸で揺動するので、全体構造がコンパクトになり、軸
が１個であるので誤差の入り込む割合も少なくなり、精
度も向上する。

また′ｓ１〜４図に示すように、受光レンズ３と受光素
子４との間にはその光路上に光学平板部材３９が配置さ
れている。この部材３９は、測距動作による合焦光学系
８を保持した距離環１１のカムフォロアー面１１ａと光
学平板３９のレバー３９ａが当接しており、回転軸部３
９ｂを中心として、回動するようになっている。

したがって、光学平板部材或は平行平板光学素子３９が
撮影レンズ群８と連動して施回すると共に、投光レンズ
２を撮影光軸方向に移動させることにより被写体までの
距離を測定することができる。

［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
、投光レンズと受光レンズをフレームに一体的に取り付
は一つの回転軸により撮影レンズ群の光軸方向移動に連
動して所定の角度だけ揺動するので、非常に簡単な構成
で測距精度を落ことなく組立調整も容易であり、コスト
的にも安価に、しかも測距パララックスを少なくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の実施例を示す図で、第１図
はカメラに通用した例を示す断面図、第２図は第１図に
おいて矢視Ａ−Ａでみた断面図、第３図は斜視図、第４
図は模式図、第５図〜第１１図は従来例を示す図で、第
５図は差動型自動焦点調節装置の模式図、第６図はその
作用を示す模式図、第７図は投・受光レンズの配置例を
示す正面図、第８図はその説明図、第９図、第１０図及
び第１１図はそれぞれ異なる他の従来例を示す模式図で
ある。 ２・・・投光レンズ　　　　３・・・受光レンズ８・・
・撮影レンズ群 １５・・・フレーム（レンズ２．３を保持しているフレ
ーム） １５ａ、１５ｂ・・・回転軸部 １６・・・レバー 化４名 第 図 ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　その光軸が互いに基線長だけ離れて設けられた投光
   光学系及び受光光学系により被写体に光線を投光し、か
   つ被写体からの反射光を受光することにより被写体まで
   の距離を測距する装置に於いて、投光レンズと受光レン
   ズは、焦点調節に関する撮影レンズ群の移動に連動して
   、前記投光光学系及び受光光学系のそれぞれの光軸によ
   り構成される平面に直交すると共に前記前記撮影レンズ
   群の光軸を含む平面に対して垂直な軸を回動中心として
   、一体的に揺動するように構成されていることを特徴と
   する自動焦点調節装置。 ２　請求項１記載の投光レンズと受光レンズは、その光
   軸が、焦点調節に関する撮影レンズ群の繰り出し方向の
   移動に対して、前記撮影レンズの光軸に近づく方向に、
   一体的に揺動する自動焦点調節装置。