JPS58211111A - 合焦装置 - 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】 本発明は合焦装置に関し、一層詳細には測距用のスレー
ブレンズ系とフォーカスレンズ系との設冗膚件を決ν〕
ることによって両者の連動機構を極めて簡易に構成しう
る合焦装置に関する。

カメラやビデ詞カメラ等において、撮像レンズ系に対し
て１ｌｊｌｌ距用ス【ノーブレンズ系を別個設けたもの
においては、撮像レンズ系とスレーブレンズ系の焦点面
の位置関係によって、フォーカスレンズ群とスレーブレ
ンズ群の繰り出し量の関係が複雑になり、両者の連動機
構が複雑なものとなる。

本発明は、両者の焦点面の位置関係を一定に設定するこ
とによって連動機構を極めて簡易に構成しうる合焦装置
を提供することを目的とし、その特徴とするところは、
スレーブレンズ群の焦点距離、主点間距離をそれぞれｆ
ｓ、　ｄｓとし、フォーカスレンズ群の焦点距離、前側
主点位置、後側主点位置、バックフォーカス距離、光学
的全長をそれぞれｆｚ、　Ｈ、１１’、　Ｂｆ、　ＴＴ
としたとき、スレーブレンズ群の焦点面とフォーカスレ
ンズ群の焦点面との距離ｋが、 式：　２　　（ｆｚ−ｆｓ）　＋ＴＴ−Ｉ］ｆ−ｄｓ−
Ｈ＋ＩＩ’でδ［算される距離にほぼ等しくなるように
光′ン系を設定したことにある。

以下添付図面に基づき本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。

１０はスレーブレンズ筒、１２は撮像し７ンズ系たる主
レンズ筒であり、スレーブレンズ筒１０は、固定筒１４
と、この固定筒１４にその一端部において摺合するスレ
ーブレンズ枠１６とから成り、固定筒１４の後端におい
て主レンズ筒１２−Ｌに軸１８支され、軸１８を中心と
して揺動自在に形成されている。

２０はスレーブレンズ枠１６に組み込まれたスレーブレ
ンズて′ある。

２２はスレーブレンズ筒１０の光軸上に配したＣＣＤ等
の測距用素子であり、スレーブレンズ２０を通して被写
体のパターンが入光するようになっている。なお、この
ＣＣＤに入光する被写体のパターンは、撮像レンズ系の
フォーカスレンズによって結像する被写体のパターンよ
りも拡大された像、例えば撮像レンズ系にズームレンズ
が組み込まれている場合にそのテレ付置における像と同
程度の大きさの像か人尤するようにスレーブレンズ系を
設定しである。。

すなわち撮像レンズ系のフォーカスレンズによって結像
さイ］ろ画面の中心部が選択的に入光される。

そしてこの測距素子２２からの情報が別途組み込んであ
るマイクロコンピュータ（図示せず）に入信され、マイ
クロコンピュータにおいては、測距素子２２のイアする
受光素子群のうち中央に配した数個の基準受光素子に連
なって並ぶ連接受光素子のそれぞれの出力信号が基準受
光素子の出方信号と同程度である範囲に限って、該範囲
内に含まれる基準受光素子および連接受光素子の出方信
号を取り出して他の出力信号は右き、この取り出した出
力信号をあらかじめマイクロコンピュータにプログラム
しであるパターンと比較して演算・測距し、後記するご
とく撮像レンズ系のフォーカス位置をどの程度移動させ
ればよいかの指令を発するものである。

次に、２４はスレーブレンズ枠１６ド而を覆ってスレー
ブレンズ枠１６をその軸方向に案内する案内枠であり、
断面コ字状に形成さ第１て−Ｍ＾；において固定筒１４
後端に固定されている。案内枠２４下面にはスレーブレ
ンズ枠１６の軸方向にスリット２６が形成さね、このス
リット２６内に、スＬ。

−プレンズ枠１６下血に突設さ第１下端に繰り出し用コ
ロ２８をイｊ°する軸体３０が貫通しており、二の軸体
３０がスリット２６内を案内されることによってスレー
ブレンズ枠１６は案内枠２４内て一１１回転状態で進退
することになる。

３２は案内枠２４下面に設けた回転コ［］てあ（）、後
記する回転篩上に設けた周面カムに当接することによっ
てスレーブレンズ筒１０を支持している。

３４はコイルスプリンつてあり、固定筒１４とスレーブ
レンズ枠１６との間に介装され、スレーブレンズ枠１６
を固定筒１４に対して離反方向、すなオ）ち突出方向に
付勢している。

３６は前記した回転筒てあり、主レンズ筒１２−にに嵌
装され、周面に設けたフォーカス位置３８に駆動モーり
４０の出力軸に設けたスプロケット４２か歯合すること
により］、レンズｅｉ１２十て固冗位置て回転するよう
になっている。

４４は前記した周面カムであり、回転筒３６の周面方向
に回転簡周面とは偏心した因り爪状に設けられ、回転筒
３６の回転によって回転コロ３２が周面カム４４面に当
接して転動するとき、スレーブレンズ筒１０が軸１８を
中心として主レンズ筒１２に対して接離方向に、すなわ
ちスレーブレンズ筒１０と主レンズ筒１２との光軸の交
差角が変位するように揺動するようになっている。

また前記繰り出し用コロ２８は回転筒３６の端面にコイ
ルスプリング３４の付勢力によって圧接されているが、
回転筒３６の端面は第３図にかくずごとく直線状に傾斜
する端面カム４５が形成されており、回転筒３６が回転
するとこのカム面に規制されてスレーブレンズ枠１６が
前後動しうるようになっている。

５０はフォーカスリングであり、その内周曲軸方向に設
けた溝５２内に回転筒３６タ（周面に突設した遊転コロ
５４が摺合することによって、同＋１、百３６と共に回
転し、また回転筒３６の軸力向に移動自任になっている
。そしてこのフォーカスリング５０は、主レンズ筒１２
内壁にヘリコイド係合して回転しつつ進退する一群レン
ズ枠５６にネジ止めされている。

しかして回転筒３６の回転によってフォーカスリング５
０を介して一群レンズ枠５６が回転、したがって進退す
る。

なお５８は一群レンズたるフォーカスレンズである。６
０はエンコーダーであり（第３図、第４図参照）、カー
ボン等の導電性部材によって円板状に形成され、その軸
上に設けたエンコーダー用ギア６２が前記フォーカスギ
ア３８に歯合することによって軸線を中心として回転す
るようになっている。この円板上にはその周方向に一定
の間隔をおいて非導通部が形成され、また、円板の回転
によりこの非導通部と導通部とに交互に接触するブラシ
６４ａと、円板の導通部上に常時接触しているブラシ６
４ｂとが摺設され、ブラシ６４ａとブラシ６４Ｌ＋間が
オンオフされることにより所冗のパルス（、ｉｔ３かイ
６せられるようになっている。

続いて第５図に基づき、ｌ＞！Ｊ記向直線状形成した端
面カム４５の設定条件を定める。

ｆＳニスレープレンズの焦１．ｉ距凰 ａｓニスレープレンズの繰出し量 ｄＳニスレープレンズの主ｊＡｒ間距離Ｃ５：センサー
検出像而より被写体まての距離ｆｚ：ズームレンズの）
オーカシジグレンズ群の焦点距離 ａＺ：ズームレンズのフォーカシングレンズ群の繰出し
量 ＩＩ；ズームレンズのフォーカシングレンズ群の前側主
点位置 ＋１’：ズームレンズのフォーカシングレンズ群の後側
主点位置 Ｂｆ：ズームレンズのフォーカシングレンズ群のバック
フォーカス距離 ＴＴ：ズームレンズの光学的全長 Ｃ２：ズームレンズの撮像面より被写体までの距離 に：に＝ｃｚ−Ｃｓ　　とする。

スレーブレンズのピントが被写体もこａう１１！Ｊ　＋
よ、次の関係が成り立つ。

ｆｓ” Ｃｓ＝　２　ｆｓ＋ａｓ＋ｄＳ＋−→■ズームレンズの
ピントが被写体に合う時ζ１ｒＸ（７）関係が成りＡＴ
′、つ。

Ｃｚ＝　２　ｆｚ＋　ａｚ−ＩＩ　＋ｊ１’十’−”＋
ＴＴ−１（ｆ　←■Ｚ Ｃ２−Ｃ５−１ｋだから■、■により、ｋ　＝　２　（
ｆｚ　−ｆｓ）十ＴＴ−Ｉｆ−ｄｓ−Ｈ＋ｌｌうとする
と、ｆｓ″　　　ｆｚ” ａ　ｓ　十−＝　ａ　Ｚ　十− ａｓａｚ−（ａｓトｆｓ）ａ□＋ａｓｆＺ：０すなわチ
に−２（ｆｚ−ｆｓ）　−１−ＴＴ−Ｒｆ−ｄｓ−１１
＋Ｉｌ’トなるｔうに゛ノ左　カスレンズ／ｆｆ５８（
ズーム系を含む）とスレーブレンズ群２０の焦点面の位
置関係を設定することにより、端面カム４５を第３［！
・！に月くすごとく一定の傾斜角をもった直線駄の簡屁
な形状に形成しうる。またこのように正比イｆｉ＋の関
１に係にすること（０より・フォーカスレンズ群５８と
スレーブレンズ群２０の繰り出しの連動機構としてギア
連結あるいはレバ一連結などの曲りな機構をも容易に採
用しうる。

またさらに、ｆｓ＝ｆｚに設定すればａｓ＝ａｚとなり
両者の繰り出し量を同一にすることができるから、フォ
ーカスレンズ群５８とスレーブレンズ群２０との揺動関
係を確保したままギア装置やレバー係Ｗて連結機構を一
層谷易に構成しうる。

続いて自動焦点の作動について説明する。

前記したごとく、まずスレーブレンズ２０から被写体の
中心部のパターンが測距素子２２に人界すると、この（
、ｉ　号が図小しないマイクｌ〕コンビ」−タに入力さ
第１、マイクロコンピュータで前記したごとく、被写体
中の中心部のさらに中心部、ｆ・１」えは人物の顔等に
ピントが合うように最適のフォーカス位置を選定する。

次いて現任のフォーカス位置から十記選疋さ第１た最適
のフォーカス位置にくるにはフィーカスし・ンズ５８を
近・遠どちらにとの位進退させればよいかが演算され、
またこれがエンコーダ６０のパルス数に換算される。

しかる後に駆動モータ４０の駆動イ」号が発（ｊ′ε）
れ、駆動モータ４０が駆動されて回転筒３６が回転され
、前記したごとくフォーカスリング５０が進退されて合
焦するとともに、スレーブレンズ筒１０もこれに追随し
て進退かつ揺動して合焦する。

回転筒３６の回転はエンコーダー６０によってパルス信
号として検出されるが、このパルス（＝１号がマイクロ
コンピュータに入力され、上記の設定パルス数に達する
若干手前時点で駆動モータ４０停止Ｉ：　（、ｉすが発
せられ、駆動モータ４０か件ＩＩ−されるが、設定４１
１ｔに達するまての残存パルス数の間は１パルスこと駆
動モータ４０が駆動制御されて設厘パルス数に達するま
で正確に制御されるものである。

以上のように本発明装置によれば、フォーカスレンズ群
とスレーブレンズ群の焦点面の位置関係を前記のことく
設定することにより、フォーカスレンズ群とスレーブレ
ン１群の繰り出し量の相関関係が極めて単純となり、両
者の連動機構を極めて簡易に構成できるとともに、繰り
出し量の検出機構、たとえば前記エンコーダーの導通部
と非導通部のパターンを一定間隔に構成しうるから、エ
ンコーダーの円板を小径に形成でき検出機構が小型化で
きるなどの著効を奏する。

以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスレーブレンズの連動機構をボす断α図、第２
図はその正面からみた説明図、第３図ζ：端面カムとエ
ンコーダーを示す説明図、第４図ζ、エンコーダーを、
Ｊζす説明図、第５図はスレーブレンズ系とズームレン
ズ系を示す説明図である。 １０・・・・スレーブレンズ筒、　１２・・・・主しニ
ズ筒、　１４・・・・固定筒、　１６・・・・スレーブ
レンズ枠、　　１８・・・・軸、　　２０・・・・スレ
ープレ：ズ、　２２・・・・測距用素子、　２４・・・
・案内枠。 ２６・・・・スリット、　　２８・・・・繰り出し用コ
ロ。 ３０・・・・軸体、　３２・・・・回転コロ、　３４・
・・コイルスプリング、　３６・・・・回転筒、　３８
・・・〕才一カスキア、　　４０・・・・駆動モータ。 ４２・・・・スプロケット、　　４４・・・・１．１面
カム。 ４５・・・・端面カム、　　５０・・・・フォーカスリ
ンて５２・・・・溝、　５４・・・・遊転コロ、　５６
・・・・一群レンズ枠、　　５８・・・・フォーカスレ
ンズ。 ６０・・・・エンコーダー、　　６２・・・・エンコー
ダ用キア１　６４ａ１６４ｂ・・・・ブラシ。 １１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図　
　　面１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第１　＋ｆｉよ ５０） ６ ・　　５８ ソ゛　。 図　　　面 第２図 第；３図 ２ 特開昭５８−２１１１１１　（５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フォーカスレンズ群を（ｉする＆！像レンズ系に対
   して、測距用のスレーブレンズ系を撮像レンズ系に対し
   て別個設け、フォーカスレンズ群が合焦位１６に繰り出
   されるのに連動してスレーブレンズ群がき焦しつつ繰り
   出される合焦ＫＩＭにおいて、スレーブレンズ群の焦１
   ．：１距離、主点間距離をそ第１ぞれｆｓ、　ｄｓとし
   、フォーカスレンズ群の焦点距離、前側上点（、ｌ、置
   。 後側主点位置、バックフォーカス距離、光・７的全艮を
   それぞれｆｚ、　ＩＩ　、　＋Ｉ’、旧、　ＴＴとした
   とき、スレーブレンズ群の焦点面とフォーカスレンズ群
   の焦点面との距離ｋが、 式：　２　　（ｆｚ−ｆｓ）　＋ＴＴ−Ｂｆ−ｄｓ−Ｉ
   Ｉ　＋ｌｌ事で′ｒＩｆ算される距離にほぼ等しくなる
   ように光学系を設定したことを特徴とする合焦装置。