JP2601839B2 - ズームレンズの自動焦点調節装置 - Google Patents
ズームレンズの自動焦点調節装置Info
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- JP2601839B2 JP2601839B2 JP62237023A JP23702387A JP2601839B2 JP 2601839 B2 JP2601839 B2 JP 2601839B2 JP 62237023 A JP62237023 A JP 62237023A JP 23702387 A JP23702387 A JP 23702387A JP 2601839 B2 JP2601839 B2 JP 2601839B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus
- lens group
- correction coefficient
- zoom lens
- lens
- Prior art date
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Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はいわゆるTTL方式で自動焦点調節を行うズー
ムレンズの自動焦点調節装置に係り、特に被写体像のデ
ィフォーカス量とズームレンズのズーム情報を検知して
自動焦点調節を行うズームレンズの自動焦点調節装置に
関する。
ムレンズの自動焦点調節装置に係り、特に被写体像のデ
ィフォーカス量とズームレンズのズーム情報を検知して
自動焦点調節を行うズームレンズの自動焦点調節装置に
関する。
被写体像のディフォーカス量を検知し、該ディフォー
カス量に基づいてズームレンズのフォーカスレンズ群を
駆動することによりズームレンズの焦点調節を行う方式
は既に知られている。
カス量に基づいてズームレンズのフォーカスレンズ群を
駆動することによりズームレンズの焦点調節を行う方式
は既に知られている。
これは焦点面において撮影レンズの上半分を通過して
きた光線によって形成される結像パターンと撮影レンズ
の下半分を通過してきた光線によって形成される結像パ
ターンとが非合焦時に位相ずれを起こすことを利用して
いる。すなわち、この位相ずれ量をディフォーカス量
（ピントずれ量）として把握し、該ディフォーカス量に
応じて焦点調節を行うものである。
きた光線によって形成される結像パターンと撮影レンズ
の下半分を通過してきた光線によって形成される結像パ
ターンとが非合焦時に位相ずれを起こすことを利用して
いる。すなわち、この位相ずれ量をディフォーカス量
（ピントずれ量）として把握し、該ディフォーカス量に
応じて焦点調節を行うものである。
ところでズームレンズではディフォーカス量はズーム
レンズの焦点距離やフォーカスレンズ群の位置関係によ
り変化する。第６図にはズームレンズＺの構成が示され
ており、同図においてＡはフォーカスレンズ群、Ｂはバ
リエータレンズ群、Ｃはコンペンセーターレンズ群、Ｄ
はマスターレンズ群である。ここではズームレンズのう
ちフォーカスレンズ群Ａを除いたレンズ系を変倍レンズ
群Ｅと称する。
レンズの焦点距離やフォーカスレンズ群の位置関係によ
り変化する。第６図にはズームレンズＺの構成が示され
ており、同図においてＡはフォーカスレンズ群、Ｂはバ
リエータレンズ群、Ｃはコンペンセーターレンズ群、Ｄ
はマスターレンズ群である。ここではズームレンズのう
ちフォーカスレンズ群Ａを除いたレンズ系を変倍レンズ
群Ｅと称する。
上記構成においてまずフォーカスレンズ群Ａにより焦
点調節が行われ、像Q1が得られる。この像Q1はバリエー
ターレンズ群Ｂにより変倍され、像Q2が得られる。更に
この像Q2に生じた像点移動がコンペンセーターレンズ群
Ｃにより補正された後、マスターレンズ群Ｄによって像
Q2が撮像ディバイス、焦点検出素子等の焦点面に被写体
像Q3として結像されるように構成されている。
点調節が行われ、像Q1が得られる。この像Q1はバリエー
ターレンズ群Ｂにより変倍され、像Q2が得られる。更に
この像Q2に生じた像点移動がコンペンセーターレンズ群
Ｃにより補正された後、マスターレンズ群Ｄによって像
Q2が撮像ディバイス、焦点検出素子等の焦点面に被写体
像Q3として結像されるように構成されている。
ズームレンズＺの構成は第７図に示すようにフォーカ
スレンズ群Ａと変倍レンズ群Ｅにより簡単化することが
できる。同図（１）は合焦時を、同図（２）はフォーカ
スレンズ群Ａが合焦時よりΔＸだけ前方に位置してい
る、いわゆる前ピン状態を、同図（３）はフォーカスレ
ンズ群Ａが合焦時によりΔＸだけ後方に位置している、
いわゆる後ピン状態を、それぞれ示している。これらの
図において、ａは変倍レンズ群Ｅから像Q1までの距離、
ｂは変倍レンズ群Ｅから像Q3までの距離、faはフォーカ
スレンズ群Ａの焦点距離、feは変倍レンズ群Ｅの焦点距
離、ΔP1、ΔP2はディフォーカス量である。
スレンズ群Ａと変倍レンズ群Ｅにより簡単化することが
できる。同図（１）は合焦時を、同図（２）はフォーカ
スレンズ群Ａが合焦時よりΔＸだけ前方に位置してい
る、いわゆる前ピン状態を、同図（３）はフォーカスレ
ンズ群Ａが合焦時によりΔＸだけ後方に位置している、
いわゆる後ピン状態を、それぞれ示している。これらの
図において、ａは変倍レンズ群Ｅから像Q1までの距離、
ｂは変倍レンズ群Ｅから像Q3までの距離、faはフォーカ
スレンズ群Ａの焦点距離、feは変倍レンズ群Ｅの焦点距
離、ΔP1、ΔP2はディフォーカス量である。
第７図（２）、（３）では、合焦時のフォーカスレン
ズ群Ａの位置を基準にして前方または後方に同一の移動
量ΔＸだけフォーカスレンズ群を移動したにもかかわら
ず、ディフォーカス量はそれぞれ、異なる値ΔP1、ΔP2
となる。ここでズームレンズＺの焦点距離をfz、変倍レ
ンズ群Ｅの倍率をｍ、焦点距離をfe、ディフォーカス量
をΔＰとすればフォーカスレンズ群Ａの移動量ΔＸは （但し、ｍ＝fz/faである） で表される（特開昭58−217907に詳細が記されてい
る。）。
ズ群Ａの位置を基準にして前方または後方に同一の移動
量ΔＸだけフォーカスレンズ群を移動したにもかかわら
ず、ディフォーカス量はそれぞれ、異なる値ΔP1、ΔP2
となる。ここでズームレンズＺの焦点距離をfz、変倍レ
ンズ群Ｅの倍率をｍ、焦点距離をfe、ディフォーカス量
をΔＰとすればフォーカスレンズ群Ａの移動量ΔＸは （但し、ｍ＝fz/faである） で表される（特開昭58−217907に詳細が記されてい
る。）。
そこで従来は上述したズームレンズの光学的特性を考
慮し、上式（１）により焦点調節を行うのに必要なフォ
ーカスレンズ群Ａの移動量を決定していた。
慮し、上式（１）により焦点調節を行うのに必要なフォ
ーカスレンズ群Ａの移動量を決定していた。
ズームレンズを量産した場合に、個々のズームレンズ
により上式（１）における変倍レンズ群の倍率ｍ、焦点
距離feについて加工、組立上の精度からばらつきが生じ
る。これが移動量ΔＸの誤差となって現れる。
により上式（１）における変倍レンズ群の倍率ｍ、焦点
距離feについて加工、組立上の精度からばらつきが生じ
る。これが移動量ΔＸの誤差となって現れる。
一般にレンズの焦点距離は生産上、設計値に対して約
５％程度の誤差が生じる。更にズームレンズを構成する
各レンズ群間の距離についても設計値に対して組立時に
誤差が生じ、これがズームレンズ全体の焦点距離の誤差
となって現れる。
５％程度の誤差が生じる。更にズームレンズを構成する
各レンズ群間の距離についても設計値に対して組立時に
誤差が生じ、これがズームレンズ全体の焦点距離の誤差
となって現れる。
このような要因によりディフォーカス量ΔＰが正確に
検出されたとしてもフォーカスレンズ群の移動量ΔＸに
誤差が生じる。それ故、予め倍率ｍ、焦点距離feを固定
値として各ズームレンズの自動焦点調節（Auto Focus;
以下AFと略称する）制御を行うと本来、上記誤差が生じ
なければ１回のAF作動で合焦できるのに対し、数回のAF
作動が必要となり、AF制御が円滑に行えないという問題
があった。
検出されたとしてもフォーカスレンズ群の移動量ΔＸに
誤差が生じる。それ故、予め倍率ｍ、焦点距離feを固定
値として各ズームレンズの自動焦点調節（Auto Focus;
以下AFと略称する）制御を行うと本来、上記誤差が生じ
なければ１回のAF作動で合焦できるのに対し、数回のAF
作動が必要となり、AF制御が円滑に行えないという問題
があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、ズームレンズの生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍
率ｍの誤差の影響を少なくすることにより高速に合焦さ
せることが可能なズームレンズの自動焦点調節装置を提
供することにある。
り、ズームレンズの生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍
率ｍの誤差の影響を少なくすることにより高速に合焦さ
せることが可能なズームレンズの自動焦点調節装置を提
供することにある。
ズームレンズにおけるフォーカスレンズ群の移動量Δ
Ｘとディフォーカス量ΔＰとの関係を示す式（１）は （但し、ｍ＝fz/fa） と変形できる。ズームレンズの上式（２）に関与する生
産工程で生ずる誤差は、フォーカスレンズ群、変倍レン
ズ群、ズームレンズの各々の焦点距離fa、fe、fzについ
て存在する。
Ｘとディフォーカス量ΔＰとの関係を示す式（１）は （但し、ｍ＝fz/fa） と変形できる。ズームレンズの上式（２）に関与する生
産工程で生ずる誤差は、フォーカスレンズ群、変倍レン
ズ群、ズームレンズの各々の焦点距離fa、fe、fzについ
て存在する。
従ってこれらの焦点距離fa、fe、fzのすべてについ
て、誤差を無くすように補正すれば、これらの誤差に起
因するフォーカスレンズ群の移動量ΔＸについての誤差
を理論上、無くすことは可能であるが、その補正は極め
て複雑であり、現実的ではない。
て、誤差を無くすように補正すれば、これらの誤差に起
因するフォーカスレンズ群の移動量ΔＸについての誤差
を理論上、無くすことは可能であるが、その補正は極め
て複雑であり、現実的ではない。
そこで本発明では前式（２）において移動量ΔＸにつ
いて最も影響が大きい誤差要因となる変倍レンズ群の倍
率ｍについて個々のズームレンズごとに補正することに
よりズームレンズのAF制御の円滑化（高速化）を図るも
のである。
いて最も影響が大きい誤差要因となる変倍レンズ群の倍
率ｍについて個々のズームレンズごとに補正することに
よりズームレンズのAF制御の円滑化（高速化）を図るも
のである。
本発明は上記目的を達成するために、ズームレンズの
入射光により結像される被写体の焦点面における結像状
態を検出する焦点検出手段と、ズームレンズのフォーカ
スレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、焦点検出手段
の検出出力に基づいてディフォーカス量ΔＰを算出する
と共に、該ディフォーカス量ΔＰ、ズームレンズの変倍
レンズ群の倍率ｍ及びその焦点距離feから焦点面におい
て合焦させるのに必要なフォーカスレンズ群の移動量Δ
Ｘを求め、該移動量ΔＸだけフォーカスレンズ群を移動
させるための制御信号をレンズ駆動手段に出力する制御
手段とを有するズームレンズの自動焦点調節装置におい
て、生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍率ｍの誤差の影
響を小さくする補正係数であって、被写体の結像面が焦
点面の前方にあるか又はその後方にあるかにより値が異
なる第１の補正係数α１及び第２の補正係数α２をそれ
ぞれ設定する補正係数設定手段を設けると共に、前記制
御手段は被写体の結像面が焦点面の前方にある場合には
前記補正係数設定手段から第１の補正係数α１を取り込
み、変倍レンズ群の倍率ｍをα１・ｍとしてフォーカス
レンズ群の移動量ΔＸを算出し、被写体の結像面が焦点
面の後方にある場合には前記補正係数設定手段から第２
の補正係数α２を取り込み、変倍レンズ群の倍率ｍをα
２・ｍとしてフォーカスレンズ群の移動量ΔＸを算出す
ることを特徴とするものである。
入射光により結像される被写体の焦点面における結像状
態を検出する焦点検出手段と、ズームレンズのフォーカ
スレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、焦点検出手段
の検出出力に基づいてディフォーカス量ΔＰを算出する
と共に、該ディフォーカス量ΔＰ、ズームレンズの変倍
レンズ群の倍率ｍ及びその焦点距離feから焦点面におい
て合焦させるのに必要なフォーカスレンズ群の移動量Δ
Ｘを求め、該移動量ΔＸだけフォーカスレンズ群を移動
させるための制御信号をレンズ駆動手段に出力する制御
手段とを有するズームレンズの自動焦点調節装置におい
て、生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍率ｍの誤差の影
響を小さくする補正係数であって、被写体の結像面が焦
点面の前方にあるか又はその後方にあるかにより値が異
なる第１の補正係数α１及び第２の補正係数α２をそれ
ぞれ設定する補正係数設定手段を設けると共に、前記制
御手段は被写体の結像面が焦点面の前方にある場合には
前記補正係数設定手段から第１の補正係数α１を取り込
み、変倍レンズ群の倍率ｍをα１・ｍとしてフォーカス
レンズ群の移動量ΔＸを算出し、被写体の結像面が焦点
面の後方にある場合には前記補正係数設定手段から第２
の補正係数α２を取り込み、変倍レンズ群の倍率ｍをα
２・ｍとしてフォーカスレンズ群の移動量ΔＸを算出す
ることを特徴とするものである。
本発明に係るズームレンズの自動焦点調節装置では変
倍レンズ群の倍率ｍの補正係数αを設定する補正係数設
定手段により個々のズームレンズについて固有の補正係
数αが設定される。
倍レンズ群の倍率ｍの補正係数αを設定する補正係数設
定手段により個々のズームレンズについて固有の補正係
数αが設定される。
補正係数αの設定出力を取り込む制御手段により変倍
レンズ群の倍率ｍをα・ｍとして合焦させるのに必要な
フォーカスレンズ群の移動量ΔＸが算出される。
レンズ群の倍率ｍをα・ｍとして合焦させるのに必要な
フォーカスレンズ群の移動量ΔＸが算出される。
ここで補正係数αは個々のズームレンズに固有のフォ
ーカスレンズ群、ズームレンズの焦点距離fa、fzのばら
つき（設計値に対する誤差）を吸収するように設定され
るので、その結果これらの焦点距離fa、fzのばらつき、
換言すれば変倍レンズ群の倍率ｍのばらつきに起因する
フォーカスレンズ群の移動量ΔＸの誤差を小さく抑制す
ることができ、それ故ズームレンズの自動焦点調節制御
を円滑かつ高速に行うことができる。
ーカスレンズ群、ズームレンズの焦点距離fa、fzのばら
つき（設計値に対する誤差）を吸収するように設定され
るので、その結果これらの焦点距離fa、fzのばらつき、
換言すれば変倍レンズ群の倍率ｍのばらつきに起因する
フォーカスレンズ群の移動量ΔＸの誤差を小さく抑制す
ることができ、それ故ズームレンズの自動焦点調節制御
を円滑かつ高速に行うことができる。
以下、本発明に係るズームレンズの自動焦点調節装置
の好ましい実施例を詳説する。第１図には本発明に係る
自動焦点調節装置を備えたカメラの一実施例の構成が示
されている。同図において、ズームレンズは被写体像を
焦点面に結像させるフォーカスレンズ群２と、焦点距離
を変更するバリエーターレンズ群４と、焦点距離の移動
に伴って生じる焦点ずれを補正するコンペンセーターレ
ンズ群６と、マスターレンズ群10、14とから構成されて
いる。コンペンセーターレンズ群６とマスターレンズ群
10との間には絞り８が配設されている。また、マスター
レンズ群10及び14の間にはビームスプリッタ12が配設さ
れている。
の好ましい実施例を詳説する。第１図には本発明に係る
自動焦点調節装置を備えたカメラの一実施例の構成が示
されている。同図において、ズームレンズは被写体像を
焦点面に結像させるフォーカスレンズ群２と、焦点距離
を変更するバリエーターレンズ群４と、焦点距離の移動
に伴って生じる焦点ずれを補正するコンペンセーターレ
ンズ群６と、マスターレンズ群10、14とから構成されて
いる。コンペンセーターレンズ群６とマスターレンズ群
10との間には絞り８が配設されている。また、マスター
レンズ群10及び14の間にはビームスプリッタ12が配設さ
れている。
フォーカスレンズ群２には図示しない第１の内筒に保
持され第１の外筒に内通されている。第１図の外筒を回
動させることによりフォーカスレンズ群２を光軸方向に
移動できるようになっており、その外筒の回動は直流モ
ータ52によって行われる。直流モータ52はモータ駆動回
路68から出力される駆動信号により回転駆動されるよう
になっている。第１の外筒の回動に伴って所定位置に移
動するフォーカスレンズ群２の絶対位置は第１の外筒に
設けられたフォーカスレンズ位置検出部44から出力され
るグレーコードによる位置データから判定することがで
きる。グレーコードによる位置データはフォーカスレン
ズ位置検出部44に形成されたパターン電極によって作成
され、フォーカスレンズ群２の移動位置を示す位置デー
タが焦点制御装置78に出力される。
持され第１の外筒に内通されている。第１図の外筒を回
動させることによりフォーカスレンズ群２を光軸方向に
移動できるようになっており、その外筒の回動は直流モ
ータ52によって行われる。直流モータ52はモータ駆動回
路68から出力される駆動信号により回転駆動されるよう
になっている。第１の外筒の回動に伴って所定位置に移
動するフォーカスレンズ群２の絶対位置は第１の外筒に
設けられたフォーカスレンズ位置検出部44から出力され
るグレーコードによる位置データから判定することがで
きる。グレーコードによる位置データはフォーカスレン
ズ位置検出部44に形成されたパターン電極によって作成
され、フォーカスレンズ群２の移動位置を示す位置デー
タが焦点制御装置78に出力される。
焦点制御装置78は自動焦点調節機構全体を統括、制御
する装置であり、焦点制御を行うのに必要なプログラム
及びデータを記憶するメモリ、CPU並びに周辺の各素
子、回路、装置等を接続するインターフェイスから構成
されている。
する装置であり、焦点制御を行うのに必要なプログラム
及びデータを記憶するメモリ、CPU並びに周辺の各素
子、回路、装置等を接続するインターフェイスから構成
されている。
一方直流モータ52の回転軸には小形の歯車50Aが固着
され、これに噛合う歯車50Bを介して第１の外筒が回動
される。その回動量はスリットが放射状に多数形成され
た円板48A及びフォトインタラプタ48Bから成るエンコー
ダ48によって検出される。円板48Aは歯車50Bと噛合う歯
車50Cに固着されており、円板48Aの外周部はフォトイン
タラプタ48Bの凹部に挿入されている。フォトインアラ
プタ48Bから円板48Aの回転に伴って出力されるパルス信
号はパルス計数回路67に入力され、そのパルス数が計数
される。パルス計数回路67から出力される計数値データ
は焦点制御装置78に入力されるようになっている。
され、これに噛合う歯車50Bを介して第１の外筒が回動
される。その回動量はスリットが放射状に多数形成され
た円板48A及びフォトインタラプタ48Bから成るエンコー
ダ48によって検出される。円板48Aは歯車50Bと噛合う歯
車50Cに固着されており、円板48Aの外周部はフォトイン
タラプタ48Bの凹部に挿入されている。フォトインアラ
プタ48Bから円板48Aの回転に伴って出力されるパルス信
号はパルス計数回路67に入力され、そのパルス数が計数
される。パルス計数回路67から出力される計数値データ
は焦点制御装置78に入力されるようになっている。
フォーカスレンズ群の移動量の検出は直流モータの回
転量をスリット付円板のスリット数を計数する検出器に
よって検出し、該検出値とフォーカスレンズ群の移動量
とを対応づけておくことにより行うように構成してもよ
い。
転量をスリット付円板のスリット数を計数する検出器に
よって検出し、該検出値とフォーカスレンズ群の移動量
とを対応づけておくことにより行うように構成してもよ
い。
バリエーターレンズ群４及びコンペンセーターレンズ
群６は図示しない第２図の内筒に共に保持され第２の外
筒に内通されている。第２の外筒はその内側にカム溝が
形成され、カム溝には第２の内筒の外側に突設されたピ
ンが位置している。第２の外筒が回動されることによっ
てズームレンズの倍率が変化するが被写体像は常にCCD2
2の受光面に結像されるようになっている。ズームレン
ズの倍率は第２の外筒に設けられたズームレンズ検出部
46から出力されるグレーコードによるズーム情報（本実
施例ではズームレンズの焦点距離fz）から調べることが
できる。ズームレンズ検出部46から出力されるズーム情
報は焦点制御装置78に入力される。
群６は図示しない第２図の内筒に共に保持され第２の外
筒に内通されている。第２の外筒はその内側にカム溝が
形成され、カム溝には第２の内筒の外側に突設されたピ
ンが位置している。第２の外筒が回動されることによっ
てズームレンズの倍率が変化するが被写体像は常にCCD2
2の受光面に結像されるようになっている。ズームレン
ズの倍率は第２の外筒に設けられたズームレンズ検出部
46から出力されるグレーコードによるズーム情報（本実
施例ではズームレンズの焦点距離fz）から調べることが
できる。ズームレンズ検出部46から出力されるズーム情
報は焦点制御装置78に入力される。
ビームスプリッタ12は入射光の位置部を所定方向に分
岐し、分岐された光はAF（Auto Focus）用レンズ38、反
射鏡40、フライアイレンズ41を介してAF用のCCDライン
センサ42により受光されるようになっている。CCDライ
ンセンサ42は第３図に示すようにＡ群、Ｂ群の２系統の
複数のCCD受光素子が一定間隔で配列されており、Ａ
群、Ｂ群の各受光素子からはその受光面における被写体
像の照度分布に応じた信号が得られる。Ａ群、Ｂ群の受
光素子は例えば、それぞれ24個、設けられており、Ａ
群、Ｂ群の一対の受光素子（例えばA1、B1）に対してそ
の前方に一個のフライアイレンズ（L1）が配設されるよ
うになっている。従ってこの例では24個のフライアイレ
ンズが連続的に配設されることになる。このCCDライン
センサ42からの出力信号はA/D変換器70によって例えば
８ビットのディジタル信号に変換された後、焦点制御装
置78に入力されるようになっている。CCDラインセンサ4
2は焦点制御装置78によって駆動制御され、例えば受光
量に応じてゲート時間が制御される。
岐し、分岐された光はAF（Auto Focus）用レンズ38、反
射鏡40、フライアイレンズ41を介してAF用のCCDライン
センサ42により受光されるようになっている。CCDライ
ンセンサ42は第３図に示すようにＡ群、Ｂ群の２系統の
複数のCCD受光素子が一定間隔で配列されており、Ａ
群、Ｂ群の各受光素子からはその受光面における被写体
像の照度分布に応じた信号が得られる。Ａ群、Ｂ群の受
光素子は例えば、それぞれ24個、設けられており、Ａ
群、Ｂ群の一対の受光素子（例えばA1、B1）に対してそ
の前方に一個のフライアイレンズ（L1）が配設されるよ
うになっている。従ってこの例では24個のフライアイレ
ンズが連続的に配設されることになる。このCCDライン
センサ42からの出力信号はA/D変換器70によって例えば
８ビットのディジタル信号に変換された後、焦点制御装
置78に入力されるようになっている。CCDラインセンサ4
2は焦点制御装置78によって駆動制御され、例えば受光
量に応じてゲート時間が制御される。
絞り８は露光制御装置72によって駆動制御される図示
してないサーボモータによってその開口が調節されるよ
うになっている。
してないサーボモータによってその開口が調節されるよ
うになっている。
ズームレンズを通った光は反射鏡16によって上方に90
゜反射されてビームスプリッタ26に入射される。反射鏡
16は撮影時には上方に蹴り上がり、これにより入射光は
ローパスフィルタ18、シャッタ20を介して撮像用のCCD2
2の受光面に結像される。CCD22の受光面には被写体像に
対応した電荷が蓄積され、その電荷パターンに応じた電
気信号が記録部24に出力される。
゜反射されてビームスプリッタ26に入射される。反射鏡
16は撮影時には上方に蹴り上がり、これにより入射光は
ローパスフィルタ18、シャッタ20を介して撮像用のCCD2
2の受光面に結像される。CCD22の受光面には被写体像に
対応した電荷が蓄積され、その電荷パターンに応じた電
気信号が記録部24に出力される。
ローパスフィルタ18は干渉縞が発生しないように入射
光のうち不要成分を除去するために設けられており、シ
ャッタ20はCCD22の受光時間を調節するためのものであ
る。記録部24は入力信号に基づいて被写体像を示す映像
信号を作成し磁気シート等の記録媒体に記録するように
構成されている。
光のうち不要成分を除去するために設けられており、シ
ャッタ20はCCD22の受光時間を調節するためのものであ
る。記録部24は入力信号に基づいて被写体像を示す映像
信号を作成し磁気シート等の記録媒体に記録するように
構成されている。
ビームスプリッタ26に入射した光はそのまま結像用レ
ンズ28を介してファインダ光学系に導かれ、ビームスプ
リッタ26の光の一部は、受光素子30で受光される。
ンズ28を介してファインダ光学系に導かれ、ビームスプ
リッタ26の光の一部は、受光素子30で受光される。
受光素子30によって光電変換された電気信号は露光制
御装置72に入力され、露光制御装置72はこの入力信号に
基づいて絞り８の絞り値及びシャッタ20のシャッタスピ
ードを制御する。
御装置72に入力され、露光制御装置72はこの入力信号に
基づいて絞り８の絞り値及びシャッタ20のシャッタスピ
ードを制御する。
ファインダ光学系は反射鏡32と、リレーレンズ34と、
接眼レンズ36とから構成されている。
接眼レンズ36とから構成されている。
カメラ本体の上部にはストロボ53が設置されている。
ストロボ53はフレネルレンズ56と、ストロボ点灯回路76
により点灯される放電管56と、凹面反射鏡58とから構成
されている。
ストロボ53はフレネルレンズ56と、ストロボ点灯回路76
により点灯される放電管56と、凹面反射鏡58とから構成
されている。
また、ストロボ53の本体内には自動焦点調節を行う
際、被写界光の輝度が不足している場合に補助光として
使用する発光素子64が設けられている。
際、被写界光の輝度が不足している場合に補助光として
使用する発光素子64が設けられている。
補正係数設定回路80は変倍レンズ群（ズームレンズの
うちフォーカスレンズ群２を除いたレンズ系）の倍率ｍ
を補正するための補正係数αを設定する回路であり、本
実施例ではポテンショメータ82、84、ポテンショメータ
82、84の出力信号をA/D変換するA/D変換器86及びアナロ
グスイッチ88より構成されている。
うちフォーカスレンズ群２を除いたレンズ系）の倍率ｍ
を補正するための補正係数αを設定する回路であり、本
実施例ではポテンショメータ82、84、ポテンショメータ
82、84の出力信号をA/D変換するA/D変換器86及びアナロ
グスイッチ88より構成されている。
補正係数αは個々のズームレンズについて１回のAF作
動で合焦できるようにズームレンズの焦点距離fzを一定
にした状態でフォーカスレンズ群２の移動量ΔＸの理論
値と実際の値との偏差が小さくなるように設定される。
この場合にいわゆる前ピン状態と後ピン状態とでは後述
するように補正係数αに対するフォーカスレンズ群２の
移動量ΔＸの特性が異なるので補正係数αは前ピン状態
の場合にはポテンショメータ82により、後ピン状態の場
合にはポテンショメータ84により設定される値（α１、
α２）が移動量ΔＸの演算に使用される。
動で合焦できるようにズームレンズの焦点距離fzを一定
にした状態でフォーカスレンズ群２の移動量ΔＸの理論
値と実際の値との偏差が小さくなるように設定される。
この場合にいわゆる前ピン状態と後ピン状態とでは後述
するように補正係数αに対するフォーカスレンズ群２の
移動量ΔＸの特性が異なるので補正係数αは前ピン状態
の場合にはポテンショメータ82により、後ピン状態の場
合にはポテンショメータ84により設定される値（α１、
α２）が移動量ΔＸの演算に使用される。
一方、焦点制御装置78内のメモリ（ROM）にはズーム
レンズ検出部46から検出されるズームレンズの焦点距離
fzに対応する変倍レンズ群の倍率ｍ、変倍レンズ群の焦
点距離feの値がテーブルとして記憶されている。焦点制
御装置78はA/D変換器70、補正係数設定回路80からの出
力信号を取り込み、ROMに記憶されているテーブルを参
照してフォーカスレンズ群２の移動量ΔＸを算出し、モ
ータ駆動回路68を介して直流モータ52を駆動制御して自
動焦点調節を行う。焦点制御装置78はこの他にCCD20、4
2の駆動制御も行う。
レンズ検出部46から検出されるズームレンズの焦点距離
fzに対応する変倍レンズ群の倍率ｍ、変倍レンズ群の焦
点距離feの値がテーブルとして記憶されている。焦点制
御装置78はA/D変換器70、補正係数設定回路80からの出
力信号を取り込み、ROMに記憶されているテーブルを参
照してフォーカスレンズ群２の移動量ΔＸを算出し、モ
ータ駆動回路68を介して直流モータ52を駆動制御して自
動焦点調節を行う。焦点制御装置78はこの他にCCD20、4
2の駆動制御も行う。
制御装置90はカメラ本体を統括、制御する装置であ
り、該制御装置90には電源スイッチ、シャッタレリーズ
ボタン等の操作部92、各種データを表示させる表示部等
（図示せず）が接続されている。
り、該制御装置90には電源スイッチ、シャッタレリーズ
ボタン等の操作部92、各種データを表示させる表示部等
（図示せず）が接続されている。
次に自動焦点調節に際して焦点制御装置により行われ
る制御動作を第２図に基づいて説明する。同図において
操作部92におけるシャッタレリーズボタンの操作により
シャッタ20が開放されると、CCD22、40の受光面に被写
体像に応じた光量の光が入射され、CCD22、40のゲート
が開放されて信号電荷の蓄積（積分）が開始される（ス
テップ100）。CCD22の出力は自動焦点調節には直接、関
係ないのでここでは説明を省略する。
る制御動作を第２図に基づいて説明する。同図において
操作部92におけるシャッタレリーズボタンの操作により
シャッタ20が開放されると、CCD22、40の受光面に被写
体像に応じた光量の光が入射され、CCD22、40のゲート
が開放されて信号電荷の蓄積（積分）が開始される（ス
テップ100）。CCD22の出力は自動焦点調節には直接、関
係ないのでここでは説明を省略する。
CCDラインセンサ42からはＡ群（A1、A2、…、A24）及
びＢ群（B1、B2、…、B24）の各受光素子より２種類の
出力信号が得られる。第３図において点線は撮影レンズ
（ズームレンズ）の上半分を通ってきた光線を、実線は
撮影レンズの下半分を通ってきた光線をそれぞれ示して
いる。同図はフライアイレンズ41がピント位置P1からピ
ント位置P2まで移動した場合の状態が示されている。同
図において被写体の同一点から発し、ピント位置P1で撮
影レンズの上半分と下半分を通過した光線（例えばR1、
R2）がフライアイレンズ41表面で交わり、それぞれ対応
する受光素子（例えばA1、B1）で受光される（ピント位
置P1で合焦状態にある場合）。
びＢ群（B1、B2、…、B24）の各受光素子より２種類の
出力信号が得られる。第３図において点線は撮影レンズ
（ズームレンズ）の上半分を通ってきた光線を、実線は
撮影レンズの下半分を通ってきた光線をそれぞれ示して
いる。同図はフライアイレンズ41がピント位置P1からピ
ント位置P2まで移動した場合の状態が示されている。同
図において被写体の同一点から発し、ピント位置P1で撮
影レンズの上半分と下半分を通過した光線（例えばR1、
R2）がフライアイレンズ41表面で交わり、それぞれ対応
する受光素子（例えばA1、B1）で受光される（ピント位
置P1で合焦状態にある場合）。
これに対してピント位置がP2まで移動した場合につい
て考える。例えばレンズL2を例に採ると、ピント位置P1
では光線R3とR4が交わり、それぞれ受光素子B2とA2に受
光されるが、ピント位置P2に移動すると光線R1とR6とが
それぞれ受光素子B2とA2に受光されることになる。
て考える。例えばレンズL2を例に採ると、ピント位置P1
では光線R3とR4が交わり、それぞれ受光素子B2とA2に受
光されるが、ピント位置P2に移動すると光線R1とR6とが
それぞれ受光素子B2とA2に受光されることになる。
すなわち、第４図に示すようにＡ群の各受光素子が受
光する被写体像の照度分布Ｐと、Ｂ群の各受光素子が受
光する被写体像の照度分布Ｑとが一定の焦点面に対して
合焦状態にない場合にはＸだけ空間的にずれることにな
る。
光する被写体像の照度分布Ｐと、Ｂ群の各受光素子が受
光する被写体像の照度分布Ｑとが一定の焦点面に対して
合焦状態にない場合にはＸだけ空間的にずれることにな
る。
このようにしてCCDラインセンサ42のＡ群の各受光素
子とＢ群の各受光素子には照度分布Ｐ、Ｑに応じた信号
電荷が蓄積され、読み出される（ステップ101）。
子とＢ群の各受光素子には照度分布Ｐ、Ｑに応じた信号
電荷が蓄積され、読み出される（ステップ101）。
次に上述したCCDラインセンサ42のＡ群、Ｂ群の各受
光素子の出力信号に基づいて被写体像の照度分布Ｐ、Ｑ
について相関演算が行われ、空間的な位相ずれ量Ｘ、延
いてはディフォーカス量△Ｐ（第７図参照）が算出され
る（ステップ102）。この位相ずれ量Ｘとディフォーカ
ス量ΔＰとは一定の関係があるが、本発明の主旨とは直
接関係がないので説明を省略する。
光素子の出力信号に基づいて被写体像の照度分布Ｐ、Ｑ
について相関演算が行われ、空間的な位相ずれ量Ｘ、延
いてはディフォーカス量△Ｐ（第７図参照）が算出され
る（ステップ102）。この位相ずれ量Ｘとディフォーカ
ス量ΔＰとは一定の関係があるが、本発明の主旨とは直
接関係がないので説明を省略する。
更にステップ103ではCCD22の受光面において被写体像
が合焦状態にあるか否か、すなわち△Ｐ＝０であるか否
かが判定される。合焦状態（ΔＰ＝０）にあればAF制御
動作は終了する。
が合焦状態にあるか否か、すなわち△Ｐ＝０であるか否
かが判定される。合焦状態（ΔＰ＝０）にあればAF制御
動作は終了する。
一方、非合焦状態（△Ｐ≠０）にあれば△Ｐ＜０（前
ピン状態）であるか否かが判定される（ステップ10
4）。△Ｐ＜０、すなわち前ピン状態の場合にはポテン
ショメータ82により設定される補正係数α１が、また△
Ｐ＞０、すなわち後ピン状態の場合には焦点制御装置78
にはポテンショメータ84により設定される補正係数α２
がアナログスイッチ88、A/D変換器86を介して取り込ま
れる。式（２）においてズームレンズの変倍レンズ群の
倍率ｍをα・ｍと置くと、 と書ける。
ピン状態）であるか否かが判定される（ステップ10
4）。△Ｐ＜０、すなわち前ピン状態の場合にはポテン
ショメータ82により設定される補正係数α１が、また△
Ｐ＞０、すなわち後ピン状態の場合には焦点制御装置78
にはポテンショメータ84により設定される補正係数α２
がアナログスイッチ88、A/D変換器86を介して取り込ま
れる。式（２）においてズームレンズの変倍レンズ群の
倍率ｍをα・ｍと置くと、 と書ける。
式（３）は更に△Ｐ＝Ｋ、m2＝ａ、 と置くことにより と表すことができる。式（４）において分母の符号は前
ピン状態では−、後ピン状態では＋となり、それ故第５
図に示すように二つの双曲線Ｍ、Ｎが得られる。前ピン
状態の特性を示す双曲線Ｍは 後ピン状態の特性を示す双曲線Ｎは で与えられる。
ピン状態では−、後ピン状態では＋となり、それ故第５
図に示すように二つの双曲線Ｍ、Ｎが得られる。前ピン
状態の特性を示す双曲線Ｍは 後ピン状態の特性を示す双曲線Ｎは で与えられる。
同図から明らかなように前ピン状態の場合と後ピン状
態の場合では補正係数αに対するフォーカスレンズ群２
の合焦に必要な移動量ΔＸの特性が異なるので各々の状
態により異なる補正係数α１、α２を選択する必要があ
る。補正係数αは0.90≦α≦1.10の範囲内で選択するの
が最適であることが実験で確認されている。焦点制御装
置78はズーム検出部46から得られたズームレンズの焦点
fzからROMのテーブルを検索して変倍レンズ群の倍率
ｍ、焦点距離feのデータを得ると共に、倍率ｍの補正係
数α＝α１又はα＝α２（式（２）においてｍ＝α1 m
又はｍ＝α2 mと置くことに等しい）としてフォーカス
レンズ群２の移動量ΔＸを式（３）により演算する（ス
テップ105、106、107）。
態の場合では補正係数αに対するフォーカスレンズ群２
の合焦に必要な移動量ΔＸの特性が異なるので各々の状
態により異なる補正係数α１、α２を選択する必要があ
る。補正係数αは0.90≦α≦1.10の範囲内で選択するの
が最適であることが実験で確認されている。焦点制御装
置78はズーム検出部46から得られたズームレンズの焦点
fzからROMのテーブルを検索して変倍レンズ群の倍率
ｍ、焦点距離feのデータを得ると共に、倍率ｍの補正係
数α＝α１又はα＝α２（式（２）においてｍ＝α1 m
又はｍ＝α2 mと置くことに等しい）としてフォーカス
レンズ群２の移動量ΔＸを式（３）により演算する（ス
テップ105、106、107）。
フォーカスレンズ群２の移動量ΔＸはフォーカスレン
ズ群２を駆動する直流モータ52の駆動電流値に変換さ
れ、該電流値に応じた電流をモータ駆動回路68より直流
モータ52に供給するための制御信号が焦点制御装置78よ
りモータ駆動回路68に出力され、自動焦点調節が行われ
る（ステップ108、109）。
ズ群２を駆動する直流モータ52の駆動電流値に変換さ
れ、該電流値に応じた電流をモータ駆動回路68より直流
モータ52に供給するための制御信号が焦点制御装置78よ
りモータ駆動回路68に出力され、自動焦点調節が行われ
る（ステップ108、109）。
尚、本実施例では補正係数設定回路80はポテンショメ
ータのA/D変換器により実現しているが、これに限ら
ず、補正係数αをディップスイッチにより設定し、ディ
ジタル信号として焦点制御装置に入力するように構成し
てもよい。
ータのA/D変換器により実現しているが、これに限ら
ず、補正係数αをディップスイッチにより設定し、ディ
ジタル信号として焦点制御装置に入力するように構成し
てもよい。
本実施例では前ピン状態と後ピン状態でズームレンズ
の変倍レンズ群の倍率ｍの補正係数αの値を異ならしめ
るように構成したので、合焦させるのに必要なフォーカ
スレンズ群の移動量ΔＸの誤差をより小さく抑制するこ
とができる。
の変倍レンズ群の倍率ｍの補正係数αの値を異ならしめ
るように構成したので、合焦させるのに必要なフォーカ
スレンズ群の移動量ΔＸの誤差をより小さく抑制するこ
とができる。
以上に説明したように本発明ではズームレンズにより
自動焦点調節を行う際に合焦させるのに必要なフォーカ
スレンズ群の移動量ΔＸについて最も影響が大きい誤差
要因となる変倍レンズ群の倍率ｍについて個々のズーム
レンズについて補正できるように構成したので本発明に
よれば生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍率ｍの誤差の
影響を小さくすることができ、それ故倍率ｍの誤差が大
きい場合にも高速に自動焦点調節が可能となる。
自動焦点調節を行う際に合焦させるのに必要なフォーカ
スレンズ群の移動量ΔＸについて最も影響が大きい誤差
要因となる変倍レンズ群の倍率ｍについて個々のズーム
レンズについて補正できるように構成したので本発明に
よれば生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍率ｍの誤差の
影響を小さくすることができ、それ故倍率ｍの誤差が大
きい場合にも高速に自動焦点調節が可能となる。
第１図は本発明に係る自動焦点調節装置を備えたカメラ
の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は第１図の
焦点制御装置の制御動作を示すフローチャート、第３図
及び第４図はCCDラインセンサとフライアイレンズとの
組合せにより、非合焦時にCCDラインセンサの２系統の
各受光素子群により被写体像の同一の照度分布が空間的
に位相がずれた状態で検出される原理を示し、第３図は
CCDラインセンサ及びフライアイレンズと主光線との関
係を示す説明図、第４図はCCDラインセンサのＡ群、Ｂ
群の各受光素子によりそれぞれ検出される照度分布の状
態を示す説明図、第５図は補正係数αとフォーカスレン
ズ群の移動量ΔＸとの関係を示す特性図、第６図はズー
ムレンズの各レンズ群による結像状態を示す説明図、第
７図はズームレンズにおけるディフォーカス量とフォー
カスレンズ群の移動量との関係を示す説明図である。 ２……フォーカスレンズ群、４……バリエーターレンズ
群、６……コンペンセーターレンズ群、10、14……マス
ターレンズ群、41……フライアイレンズ、42……CCDラ
インセンサ、44……フォーカスレンズ位置検出部、46…
…ズームレンズ検出部、52……直流モータ、78……焦点
制御装置、80……補正係数設定回路。
の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は第１図の
焦点制御装置の制御動作を示すフローチャート、第３図
及び第４図はCCDラインセンサとフライアイレンズとの
組合せにより、非合焦時にCCDラインセンサの２系統の
各受光素子群により被写体像の同一の照度分布が空間的
に位相がずれた状態で検出される原理を示し、第３図は
CCDラインセンサ及びフライアイレンズと主光線との関
係を示す説明図、第４図はCCDラインセンサのＡ群、Ｂ
群の各受光素子によりそれぞれ検出される照度分布の状
態を示す説明図、第５図は補正係数αとフォーカスレン
ズ群の移動量ΔＸとの関係を示す特性図、第６図はズー
ムレンズの各レンズ群による結像状態を示す説明図、第
７図はズームレンズにおけるディフォーカス量とフォー
カスレンズ群の移動量との関係を示す説明図である。 ２……フォーカスレンズ群、４……バリエーターレンズ
群、６……コンペンセーターレンズ群、10、14……マス
ターレンズ群、41……フライアイレンズ、42……CCDラ
インセンサ、44……フォーカスレンズ位置検出部、46…
…ズームレンズ検出部、52……直流モータ、78……焦点
制御装置、80……補正係数設定回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉田 一聖 東京都港区西麻布２丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (72)発明者 窪田 峰夫 山梨県甲府市山宮町3167番地 日本精密 工業株式会社内 (72)発明者 斎藤博 山梨県甲府市山宮町3167番地 日本精密 工業株式会社内 (72)発明者 横山 恒夫 埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (72)発明者 三日尻 智 埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−217907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−165821（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ズームレンズの入射光により結像される被
写体の焦点面における結像状態を検出する焦点検出手段
と、ズームレンズのフォーカスレンズ群を駆動するレン
ズ駆動手段と、焦点検出手段の検出出力に基づいてディ
フォーカス量ΔＰを算出すると共に、該ディフォーカス
量ΔＰ、ズームレンズの変倍レンズ群の倍率ｍ及びその
焦点距離feから焦点面において合焦させるのに必要なフ
ォーカスレンズ群の移動量ΔＸを求め、該移動量ΔＸだ
けフォーカスレンズ群を移動させるための制御信号をレ
ンズ駆動手段に出力する制御手段とを有するズームレン
ズの自動焦点調節装置において、 生産工程で生ずる変倍レンズ群の倍率ｍの誤差の影響を
小さくする補正係数であって、被写体の結像面が焦点面
の前方にあるか又はその後方にあるかにより値が異なる
第１の補正係数α１及び第２の補正係数α２をそれぞれ
設定する補正係数設定手段を設けると共に、 前記制御手段は被写体の結像面が焦点面の前方にある場
合には前記補正係数設定手段から第１の補正係数α１を
取り込み、変倍レンズ群の倍率ｍをα１・ｍとしてフォ
ーカスレンズ群の移動量ΔＸを算出し、被写体の結像面
が焦点面の後方にある場合には前記補正係数設定手段か
ら第２の補正係数α２を取り込み、変倍レンズ群の倍率
ｍをα２・ｍとしてフォーカスレンズ群の移動量ΔＸを
算出することを特徴とするズームレンズの自動焦点調節
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62237023A JP2601839B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | ズームレンズの自動焦点調節装置 |
| US07/246,815 US4908643A (en) | 1987-09-21 | 1988-09-20 | Automatic focussing adjusting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62237023A JP2601839B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | ズームレンズの自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6479713A JPS6479713A (en) | 1989-03-24 |
| JP2601839B2 true JP2601839B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17009246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62237023A Expired - Lifetime JP2601839B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | ズームレンズの自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601839B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157434A (en) * | 1988-09-14 | 1992-10-20 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Autofocusing system for camera |
| US5036349A (en) * | 1988-09-14 | 1991-07-30 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Autofocusing system for camera |
| DE68929406T2 (de) * | 1988-09-22 | 2003-02-13 | Asahi Optical Co Ltd | Steuervorrichtung für die Bildvergrösserung einer Kamera |
| US5305044A (en) * | 1988-09-29 | 1994-04-19 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Autofocusing system for a camera |
| DE68926424T2 (de) * | 1988-09-29 | 1997-01-09 | Asahi Optical Co Ltd | Automatisches Fokussierungssystem für eine Kamera |
| JPH0734405Y2 (ja) * | 1988-09-29 | 1995-08-02 | 旭光学工業株式会社 | カメラのレンズ収納装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57165821A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Ttl automatic focusing device of camera |
| JPS58217907A (ja) * | 1982-06-12 | 1983-12-19 | Nippon Seimitsu Kogyo Kk | ズームレンズのフォーカシング方法 |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP62237023A patent/JP2601839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6479713A (en) | 1989-03-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
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|
| R250 | Receipt of annual fees |
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