JP2681912B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/282—Autofocusing of zoom lenses
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、撮影レンズの透過光を測定することにより
所定焦点面からの被写体像の像面ずれ量を求めて自動合
焦させる自動合焦装置に関する。 （発明の背景） 撮影レンズの透過光を測定して、撮影レンズの所定焦
点面、例えばフィルム面と、実際の被写体結像面との像
面ずれ量を算出するTTL式等の焦点検出装置が種々提案
されており、モーター等のレンズ駆動手段を有する装置
にあっては、算出された像面ずれ量に応じて撮影レンズ
の合焦用レンズを駆動して撮影レンズを自動合焦させ得
る。この場合の合焦させるに必要なレンズの移動量Δｘ
は、算出された像面ずれ量をΔBfで表わすと、 により算出することができる。ここで、Ｋはレンズ移動
量Δｘと像面ずれ量とを対応づける像面移動量変換係数
（以下、単に変換係数と呼ぶ）と呼ばれる情報である。 ここで、上述した変換係数Ｋは、交換レンズの種類、
例えばその焦点距離の相違や、合焦方式（合焦操作の
際、撮影レンズを構成するレンズ素子の全体を移動する
のか、または前群繰出しのように、その一部のみを移動
する方式）の相違等により異なるのが一般的であり、交
換レンズ毎に特定の変換係数Ｋを予め設定する必要があ
る。 また、同一の撮影レンズにおいても、ズームレンズの
ように焦点距離が可変のレンズにあっては、変換係数Ｋ
が設定された焦点距離に対応して変化するため、特開昭
59−140408号公報に開示されているように、焦点距離領
域を複数の領域に分割し、その分割された焦点距離領域
毎に最適な変換係数Ｋを設定している。 しかしながら、このように交換レンズ毎に、あるいは
ズームレンズ等では焦点距離領域毎に、像面ずれ量ΔBf
を合焦用レンズの移動量Δｘに変換する為の変換係数Ｋ
を設定しても以下に述べる欠点を有していた。 すなわち、変換係数は、正確には交換レンズを構成す
るレンズ素子のパワー配置と物点距離とにより算出され
る値である。すなわち、物点（被写体）の位置に対応す
るカメラ側での像面ずれ量の大きさによっても変換係数
は変化することになる。カメラ等に搭載されるマイクロ
コンピュータ等の計算機では、変換係数を求めるために
交換レンズ毎にそのレンズのパワー配置と物点距離とに
基づき膨大な計算を必要とし、さらに対象となる物点距
離も正確に判明されているわけではなく、実際上、この
ような計算機では正確な演算を実行できない。そこで、
上述した各領域で設定される変換係数は、合焦点近傍の
値を代表値とするのが一般的であり、従って、像面ずれ
量が大きくなるに従って実際の変換係数が変化する場合
には、上述した従来例でも問題が残されている。 例えばカメラについて考えてみると、像面ずれ量が比
較的大きい初期の合焦用レンズ配置状態において像面ず
れ量を求めて自動合焦させる場合、前後ピンにより、合
焦域を著しくオーバーランしたり、あるいは逆に行き足
りず等を引き起こし、何回も測距を繰り返さないと合焦
域に達しない。従って、像面ずれ量が正確に求められて
いる場合でも、合焦応答性が非常に遅くなり、すなわち
高速合焦応答が得られないばかりか、レンズの駆動が円
滑に行なわれず、その結果、円滑な操作感が損なわれて
いた。 特に、ズームレンズの代表的構成である前群繰出し型
のレンズ構成ではこのような像面ずれ量による変換係数
の変化が著しく問題であった。 ここで、第５図（ａ），（ｂ）を参照して変換係数Ｋ
と像面ずれ量ΔBfとの関係について詳述する。 第５図（ａ），（ｂ）は、物点位置およびレンズ配置
により像面移動量変換係数Ｋが異なる様子を示したもの
であり、第５図（ａ）は、遠点に焦点整合されている時
の合焦用レンズ1aのレンズ配置を実線Ｌで示し、その状
態で近点を見た時の像面ずれ量ΔBf1等を破線Ｓで示
す。一方、第５図（ｂ）は、同様に、近点に焦点整合さ
れている時の合焦用レンズ1aのレンズ配置を実線Ｓで示
し、その状態で遠点を見た時の像面ずれ量ΔBf2等を破
線Ｌで示す。第５図（ａ），（ｂ）を参照すると、破線
状態から、すなわち非整合状態から焦点整合状態となる
ための合焦用レンズ1aの移動量Δｘが、 （ａ）遠点→近点の場合 ＋x1 （ｂ）近点→遠点の場合 −x1 であり、レンズ移動量の絶対値が等しいにもかかわら
ず、それぞれの非整合状態での像面ずれ量が｜ΔBf1｜
≠｜ΔBf2｜であることがわかる。換言すれば、同一の
像面ずれ量｜ΔBf|が得られても、合焦に至るまでに要
するレンズ移動量｜Δx|は必ずしも等しくならない。 （発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解消し、レンズ種
類によらず、あるいは像面ずれ量の大小およびその方向
に拘わらず、正確でしかも高速合焦応答可能な自動合焦
装置を提供することにある。 （発明の概要） このような目的を達成するため、本発明は、像面移動
量変換係数Ｋの変化が、前後ピンの符号を含め像面ずれ
量ΔBfに深く依存していることに着目し、簡易な演算式
にて、像面ずれ量に応じた変換係数の補正を行ない、合
焦に至るレンズ移動量Δｘを極めて少ない誤差で算出す
るようにしたことを特徴とするものであり、撮影光学系
の結像面と所定焦点面との間の像面のずれ量ΔBfを検出
する焦点検出手段と、像面ずれ量ΔBfを前記撮影光学系
の合焦用レンズの移動量Δｘに変換するための特定の変
換係数KOと、その変換係数KOを補正するための補正係数
COとを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されて
いる前記特定の変換係数KOおよび前記補正係数COと、前
記焦点検出手段により検出された像面ずれ量ΔBfとに基
づいて前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出するレンズ
移動量算出手段とを具備し、前記補正係数COは像面ずれ
量ΔBfの大きさと符号に依存して前記特定の変換係数KO
を補正するものとし、前記特定の変換係数KOと前記補正
係数COとは合焦動作開始前の前記撮影光学系の任意のレ
ンズ配置とそれに対応する物点位置とによって得られる
値の中の代表値とする。 （実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。 第１図は本発明に係る自動合焦装置の一構成例を示す
ブロック図である。図中、１はカメラボディに着脱可能
な撮影レンズであり、光軸方向に沿って移動可能な合焦
用レンズ素子1aを有する。撮影レンズ１を透過した光束
は、カメラボディに配設され、中央部が半透過であるク
イックリターンミラー２およびサブミラー３を介して焦
点検出用の受光部５に導かれる。受光部５の出力は像面
ずれ量算出部６に入力され、所定焦点面、ここではフィ
ルム面４からの像面ずれ量ΔBfが前後ピンの符号を含め
て算出される。７は撮影レンズ１中に設けられたROM等
から構成されるレンズ情報格納部であり、撮影レンズ１
に固有の変換係数に関する情報、すなわち、像面移動量
変換係数Ko（以下、変換係数とする）および補正係数Co
が予め格納されている。これらの係数については後述す
る。 ８はレンズ移動量算出部であり、前述の像面ずれ量算
出部６より算出された像面ずれ量ΔBfおよび上述のレン
ズ情報格納部７より伝達される変換係数（Ko，Co）を受
け、合焦に至るまでに必要な合焦用レンズ1aの移動量Δ
ｘを次式にて算出する。 （２）式の導き方については後述する。 ここで、Δｘは合焦用レンズ1aの光軸方向の移動量を
表わし、符号は繰り出す方向に正とする。尚、ΔBfの符
号は、所定焦点面、ここではフィルム面４より後側（図
面上、右手側）の時正とする。 ９は合焦用レンズ駆動制御部であり、レンズ移動量算
出部８の出力Δｘに基づき、駆動用モータ10を制御し、
合焦用レンズ1aを駆動する。本実施例では、上述の出力
Δｘが正である場合に、モータ10を正転させて合焦用レ
ンズ1aを繰り出し、出力Δｘが負である場合にモータ10
を反転させて合焦用レンズ1aを繰り込むよう作動させ
る。そして、この制御部９はカウンタを有し、合焦用レ
ンズ1aの光軸方向の移動量に比例したパルスを発生する
パルス発生部11より出力されるパルス数をカウントし、
その計数値がレンズ移動量Δｘと一致した時にモータ10
を停止させる。 ここで、第１図中、像面ずれ量算出部6,レンズ移動量
算出部８およびレンズ駆動制御部９はカメラボディ側に
設けられたマイコン（ボディマイコン）で構成されて各
種の演算が実行される。また、レンズ情報格納部７はレ
ンズ側に設けられたマイコン（レンズマイコン）内のRO
Mにより構成される。なお、これら各マイコンはシリア
ル転送機能を有し、レンズ情報格納部７に格納された係
数情報がボディマイコンにシリアルに転送される。 次に、変換係数Koおよび補正係数Coについて説明す
る。変換係数Koについては、合焦点近傍での合焦用レン
ズ1aの微小移動量Δｘに対する像面の微小移動量ΔBfの
比として、 で表わされ、補正係数Coについては、像面ずれ量ΔBfに
従い変化する変換係数Ｋを補正する為の補正係数を表わ
すものであり、これら２つの係数としては、各種の撮影
レンズに固有な値が設定される。 ここで、前群繰出し型ズームレンズの一例について第
２図を参照して説明する。 第２図は、遠点と近点との中間位置に被写体が位置し
た場合における像面ずれ量ΔBfに対する変換係数Ｋの変
化の一例を曲線Ｌで示す。図より、変換係数Ｋは、像面
ずれ量ΔBf＝０での変換係数ＫをKoとし、傾きｍをCo・
Koと表わした時、 の直線近似より表わされた線Ｍに非常に合致することが
わかる。そこで、前群繰出し型ズームレンズの一例で
は、変換係数Ｋを上記（３）式で算出し、レンズ移動量
Δｘを（２）式に示したように、で算出することができる。 尚、変換係数Koは、上述したような合焦点近傍の値を
用いているが、それに限定されることはなく、例えば、
適宜、第２図に示すように任意の１点Ko″を用いても良
い。 次表１は、前群繰出し型ズームレンズの諸データの数
値例を示す。 この表１から、被写体位置にかかわらず、合焦点近傍
での変換係数Ｋ（＝Ko）は、即ち遠点〜近点におけるΔ
Bf＝０に対応する変換係数Ｋは、（イ），（ホ），
（リ）即ち1.065〜1.052とほぼ一定であることがわか
る。そこで、レンズ情報格納部７に格納する変換係数Ko
として上記値の平均値あるいは、変換係数Koの最も大き
な値、ここでは遠点での合焦位置における変換係数K
o（＝1.065）の値（イ）を用いることができる。 一方、補正係数Coは、（２）式を変形して得られる次
式 に、表１の任意の数値を代入して求めることができる。
例えば、物点位置が遠点にあり、合焦用レンズ位置が近
点合焦位置にあった場合、即ち、（リ）→（ト）の近点
→遠点合焦では、表１より、Ko＝1.052、Co＝0.0255、
また、物点位置が近点にあり、合焦用レンズ位置が遠点
合焦位置にあった場合、即ち、（イ）→（ハ）の遠点→
近点合焦では、同様にKo＝1.065、Co＝0.0256となり、
両者の平均値を補正係数Coとして用いることができる。
なお、必ずしも平均値を用いなくてもよい。 このようにして算出された変換係数Ｋに基づいて上記
（２）式により算出されるレンズ移動量Δｘの誤差は、
１％程度であり、焦点検出精度が高ければ、例えば像面
ずれ量ΔBfを約5mmとし、合焦域を±50μｍ程度とした
場合、１回の測距動作で合焦域まで合焦用レンズを駆動
することができる。 これに対して、合焦点近傍の変換係数Koを用いて像面
ずれ量ΔBfにより補正しない場合には、例えば変換係数
Koを表１の遠点合焦時の値（イ）；Ko＝1.065を用いる
とすれば、近点→遠点あるいは遠点→近点において、そ
れぞれ20％弱の誤差を含み、測距に２〜３回必要である
ばかりか、近点→遠点〔（リ）→（ト）〕への合焦時の
変換係数がＫ（＝0.915）＜Ko（＝1.065）であり、この
場合、算出されるΔｘは、 であるので必ずオーバーランしようとする。そこで、オ
ーバーランをさけるため、変換係数Koとして表１内の最
大値（この例では（ハ）;K＝1.256）を選定すると、逆
に遠点→近点への合焦時に相当の行き足らずとなり、い
ずれにしてもスムーズな合焦駆動ができない。 なお、至近点が近い撮影レンズや、合焦方式が異なる
（リアフォーカス，インナーフォーカス等）様々なレン
ズにあっては、像面ずれ量ΔBfに対する変換係数Ｋの変
化が必ずしも線型でなく、第３図に示すように曲線Ｌで
ある場合も多いが、この場合でも、像面ずれ量ΔBf＝０
における曲線の接線Ｍにて線型近似を行なえば簡単な演
算で駆動誤差の非常に少ないレンズ移動量Δｘを算出す
ることができる。また、接線を求めにくい場合、例えば
第４図に示すように合焦用レンズ配置毎に像面ずれ量Δ
Bfの線L1〜L3が多少異なる場合では、それら各変換係数
値群を越えないような一本の直線Ｍを定めてそれに基づ
いて、変換係数Ko，補正係数Coを求めてもよい。この場
合にも、絶対にオーバーランすることがない。 更に、撮影レンズがズームレンズの如き、焦点距離可
変のレンズにあっては、上述の変換係数Koおよび補正係
数Coの値が設定焦点距離に応じて変化するため、不図示
のズームエンコーダにより焦点距離を微小領域fo〜fiに
分割し、その分割された焦点距離領域fiに対して１対の
係数情報Ko(fi)，Co(fi)を定めることもできる。なお、
このように、撮影レンズがズームレンズであり、かつレ
ンズ情報格納部にズームポジションに応答する焦点距離
情報を有する場合、例えばワイド側の焦点距離をfw,そ
の時の合焦用レンズ位置無限遠での変換係数ＫをKo(fw)
とした時、設定焦点距離ｆでの変換係数Ko(f)を、 Ko＝(f/fw)2・Ko(fw) と表わすことができるので、ズームポジション（分割さ
れた焦点距離領域）の数がｉ個とすれば、上述のように
Ko(i)，Co(i)と定めた場合の情報量2iに対してKo(fw)，
Co(i)と（ｉ＋１）個の情報量でよくメモリ容量を節約
できる。 更にまた、マクロレンズ等の高い結像倍率での撮影が
可能なレンズにあっては、撮影距離により変換係数Koお
よび補正係数Coが著しく変化するので、分割された撮影
距離領域liに応じ、すなわち、不図示の撮影距離エンコ
ーダにより合焦用レンズ位置を複数の領域に分割し、そ
の距離領域毎に１対の係数情報Ko(li)，Co(li)を定める
こともできる。 以上の説明では、レンズ移動量Δｘを除算形式で求め
るようにしたが、乗算形式の方が演算が容易である場合
には、 Δｘ＝Ko′・（１＋Co′・ΔBf）・ΔBf として求めてもよい。また、レンズ情報格納部としてRO
Mを用いる場合に、その容量に余裕が有る場合には、像
面ずれ量ΔBfの一次の係数のみならず、 のように、高次の係数まで求めて、各レンズ毎に最適の
補正係数を求めることができる。 なお、変換係数Ｋを上述したような演算により求める
のではなく、像面ずれ量ΔBfに対して変換係数ＫをROM
等の記憶装置にテーブルとして予め設定することも可能
であるが、カメラ本体のROMにかかるテーブルを設定す
る場合には、すべての交換レンズに対し、像面ずれ量Δ
Bfに対する変換係数Ｋのテーブルを用意しなければなら
ず、膨大な容量を必要とする。また、レンズ内のROMに
上記テーブルを設定した場合であっても、カメラ本体側
で検出される像面ずれ量ΔBfの情報を逐一レンズ側に転
送してテーブルを参照する必要があり、従って、本実施
例では変換係数Ｋを上記式（３）により求めるものであ
る。 （発明の効果） 本発明によれば、撮影光学系の結像面の像面ずれ量Δ
Bfを合焦用レンズの移動量Δｘに変換するための特定の
変換係数KOと、像面ずれ量ΔBfの大きさと符号に依存し
て特定の変換係数KOを補正するための補正係数COとに、
撮影光学系の合焦動作開始前の任意のレンズ位置とそれ
に対応する物点位置とによって得られる値の中の代表値
を設定して予め記憶しておき、これらの特定の変換係数
KOおよび補正係数COと、検出された撮影光学系の像面ず
れ量ΔBfとに基づいて合焦用レンズの移動量Δｘを算出
するようにしたので、合焦動作開始前の撮影光学系のレ
ンズ配置を考慮した正確な変換係数Ｋを用いて移動量Δ
ｘを算出でき、この移動量Δｘだけ合焦用レンズを駆動
することにより、所定焦点面に対して撮影光学系の結像
面がいずれの方向にずれていても合焦精度、合焦応答性
および操作性を向上させることができる。 なお、特定の変換係数KOと補正係数COを、合焦用レン
ズが合焦点から行き過ぎないような移動量Δｘとなるよ
うに定めれば、合焦用レンズのオーバーランが防止さ
れ、合焦応答性と操作性を向上させることができる。
所定焦点面からの被写体像の像面ずれ量を求めて自動合
焦させる自動合焦装置に関する。 （発明の背景） 撮影レンズの透過光を測定して、撮影レンズの所定焦
点面、例えばフィルム面と、実際の被写体結像面との像
面ずれ量を算出するTTL式等の焦点検出装置が種々提案
されており、モーター等のレンズ駆動手段を有する装置
にあっては、算出された像面ずれ量に応じて撮影レンズ
の合焦用レンズを駆動して撮影レンズを自動合焦させ得
る。この場合の合焦させるに必要なレンズの移動量Δｘ
は、算出された像面ずれ量をΔBfで表わすと、 により算出することができる。ここで、Ｋはレンズ移動
量Δｘと像面ずれ量とを対応づける像面移動量変換係数
（以下、単に変換係数と呼ぶ）と呼ばれる情報である。 ここで、上述した変換係数Ｋは、交換レンズの種類、
例えばその焦点距離の相違や、合焦方式（合焦操作の
際、撮影レンズを構成するレンズ素子の全体を移動する
のか、または前群繰出しのように、その一部のみを移動
する方式）の相違等により異なるのが一般的であり、交
換レンズ毎に特定の変換係数Ｋを予め設定する必要があ
る。 また、同一の撮影レンズにおいても、ズームレンズの
ように焦点距離が可変のレンズにあっては、変換係数Ｋ
が設定された焦点距離に対応して変化するため、特開昭
59−140408号公報に開示されているように、焦点距離領
域を複数の領域に分割し、その分割された焦点距離領域
毎に最適な変換係数Ｋを設定している。 しかしながら、このように交換レンズ毎に、あるいは
ズームレンズ等では焦点距離領域毎に、像面ずれ量ΔBf
を合焦用レンズの移動量Δｘに変換する為の変換係数Ｋ
を設定しても以下に述べる欠点を有していた。 すなわち、変換係数は、正確には交換レンズを構成す
るレンズ素子のパワー配置と物点距離とにより算出され
る値である。すなわち、物点（被写体）の位置に対応す
るカメラ側での像面ずれ量の大きさによっても変換係数
は変化することになる。カメラ等に搭載されるマイクロ
コンピュータ等の計算機では、変換係数を求めるために
交換レンズ毎にそのレンズのパワー配置と物点距離とに
基づき膨大な計算を必要とし、さらに対象となる物点距
離も正確に判明されているわけではなく、実際上、この
ような計算機では正確な演算を実行できない。そこで、
上述した各領域で設定される変換係数は、合焦点近傍の
値を代表値とするのが一般的であり、従って、像面ずれ
量が大きくなるに従って実際の変換係数が変化する場合
には、上述した従来例でも問題が残されている。 例えばカメラについて考えてみると、像面ずれ量が比
較的大きい初期の合焦用レンズ配置状態において像面ず
れ量を求めて自動合焦させる場合、前後ピンにより、合
焦域を著しくオーバーランしたり、あるいは逆に行き足
りず等を引き起こし、何回も測距を繰り返さないと合焦
域に達しない。従って、像面ずれ量が正確に求められて
いる場合でも、合焦応答性が非常に遅くなり、すなわち
高速合焦応答が得られないばかりか、レンズの駆動が円
滑に行なわれず、その結果、円滑な操作感が損なわれて
いた。 特に、ズームレンズの代表的構成である前群繰出し型
のレンズ構成ではこのような像面ずれ量による変換係数
の変化が著しく問題であった。 ここで、第５図（ａ），（ｂ）を参照して変換係数Ｋ
と像面ずれ量ΔBfとの関係について詳述する。 第５図（ａ），（ｂ）は、物点位置およびレンズ配置
により像面移動量変換係数Ｋが異なる様子を示したもの
であり、第５図（ａ）は、遠点に焦点整合されている時
の合焦用レンズ1aのレンズ配置を実線Ｌで示し、その状
態で近点を見た時の像面ずれ量ΔBf1等を破線Ｓで示
す。一方、第５図（ｂ）は、同様に、近点に焦点整合さ
れている時の合焦用レンズ1aのレンズ配置を実線Ｓで示
し、その状態で遠点を見た時の像面ずれ量ΔBf2等を破
線Ｌで示す。第５図（ａ），（ｂ）を参照すると、破線
状態から、すなわち非整合状態から焦点整合状態となる
ための合焦用レンズ1aの移動量Δｘが、 （ａ）遠点→近点の場合 ＋x1 （ｂ）近点→遠点の場合 −x1 であり、レンズ移動量の絶対値が等しいにもかかわら
ず、それぞれの非整合状態での像面ずれ量が｜ΔBf1｜
≠｜ΔBf2｜であることがわかる。換言すれば、同一の
像面ずれ量｜ΔBf|が得られても、合焦に至るまでに要
するレンズ移動量｜Δx|は必ずしも等しくならない。 （発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解消し、レンズ種
類によらず、あるいは像面ずれ量の大小およびその方向
に拘わらず、正確でしかも高速合焦応答可能な自動合焦
装置を提供することにある。 （発明の概要） このような目的を達成するため、本発明は、像面移動
量変換係数Ｋの変化が、前後ピンの符号を含め像面ずれ
量ΔBfに深く依存していることに着目し、簡易な演算式
にて、像面ずれ量に応じた変換係数の補正を行ない、合
焦に至るレンズ移動量Δｘを極めて少ない誤差で算出す
るようにしたことを特徴とするものであり、撮影光学系
の結像面と所定焦点面との間の像面のずれ量ΔBfを検出
する焦点検出手段と、像面ずれ量ΔBfを前記撮影光学系
の合焦用レンズの移動量Δｘに変換するための特定の変
換係数KOと、その変換係数KOを補正するための補正係数
COとを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されて
いる前記特定の変換係数KOおよび前記補正係数COと、前
記焦点検出手段により検出された像面ずれ量ΔBfとに基
づいて前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出するレンズ
移動量算出手段とを具備し、前記補正係数COは像面ずれ
量ΔBfの大きさと符号に依存して前記特定の変換係数KO
を補正するものとし、前記特定の変換係数KOと前記補正
係数COとは合焦動作開始前の前記撮影光学系の任意のレ
ンズ配置とそれに対応する物点位置とによって得られる
値の中の代表値とする。 （実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。 第１図は本発明に係る自動合焦装置の一構成例を示す
ブロック図である。図中、１はカメラボディに着脱可能
な撮影レンズであり、光軸方向に沿って移動可能な合焦
用レンズ素子1aを有する。撮影レンズ１を透過した光束
は、カメラボディに配設され、中央部が半透過であるク
イックリターンミラー２およびサブミラー３を介して焦
点検出用の受光部５に導かれる。受光部５の出力は像面
ずれ量算出部６に入力され、所定焦点面、ここではフィ
ルム面４からの像面ずれ量ΔBfが前後ピンの符号を含め
て算出される。７は撮影レンズ１中に設けられたROM等
から構成されるレンズ情報格納部であり、撮影レンズ１
に固有の変換係数に関する情報、すなわち、像面移動量
変換係数Ko（以下、変換係数とする）および補正係数Co
が予め格納されている。これらの係数については後述す
る。 ８はレンズ移動量算出部であり、前述の像面ずれ量算
出部６より算出された像面ずれ量ΔBfおよび上述のレン
ズ情報格納部７より伝達される変換係数（Ko，Co）を受
け、合焦に至るまでに必要な合焦用レンズ1aの移動量Δ
ｘを次式にて算出する。 （２）式の導き方については後述する。 ここで、Δｘは合焦用レンズ1aの光軸方向の移動量を
表わし、符号は繰り出す方向に正とする。尚、ΔBfの符
号は、所定焦点面、ここではフィルム面４より後側（図
面上、右手側）の時正とする。 ９は合焦用レンズ駆動制御部であり、レンズ移動量算
出部８の出力Δｘに基づき、駆動用モータ10を制御し、
合焦用レンズ1aを駆動する。本実施例では、上述の出力
Δｘが正である場合に、モータ10を正転させて合焦用レ
ンズ1aを繰り出し、出力Δｘが負である場合にモータ10
を反転させて合焦用レンズ1aを繰り込むよう作動させ
る。そして、この制御部９はカウンタを有し、合焦用レ
ンズ1aの光軸方向の移動量に比例したパルスを発生する
パルス発生部11より出力されるパルス数をカウントし、
その計数値がレンズ移動量Δｘと一致した時にモータ10
を停止させる。 ここで、第１図中、像面ずれ量算出部6,レンズ移動量
算出部８およびレンズ駆動制御部９はカメラボディ側に
設けられたマイコン（ボディマイコン）で構成されて各
種の演算が実行される。また、レンズ情報格納部７はレ
ンズ側に設けられたマイコン（レンズマイコン）内のRO
Mにより構成される。なお、これら各マイコンはシリア
ル転送機能を有し、レンズ情報格納部７に格納された係
数情報がボディマイコンにシリアルに転送される。 次に、変換係数Koおよび補正係数Coについて説明す
る。変換係数Koについては、合焦点近傍での合焦用レン
ズ1aの微小移動量Δｘに対する像面の微小移動量ΔBfの
比として、 で表わされ、補正係数Coについては、像面ずれ量ΔBfに
従い変化する変換係数Ｋを補正する為の補正係数を表わ
すものであり、これら２つの係数としては、各種の撮影
レンズに固有な値が設定される。 ここで、前群繰出し型ズームレンズの一例について第
２図を参照して説明する。 第２図は、遠点と近点との中間位置に被写体が位置し
た場合における像面ずれ量ΔBfに対する変換係数Ｋの変
化の一例を曲線Ｌで示す。図より、変換係数Ｋは、像面
ずれ量ΔBf＝０での変換係数ＫをKoとし、傾きｍをCo・
Koと表わした時、 の直線近似より表わされた線Ｍに非常に合致することが
わかる。そこで、前群繰出し型ズームレンズの一例で
は、変換係数Ｋを上記（３）式で算出し、レンズ移動量
Δｘを（２）式に示したように、で算出することができる。 尚、変換係数Koは、上述したような合焦点近傍の値を
用いているが、それに限定されることはなく、例えば、
適宜、第２図に示すように任意の１点Ko″を用いても良
い。 次表１は、前群繰出し型ズームレンズの諸データの数
値例を示す。 この表１から、被写体位置にかかわらず、合焦点近傍
での変換係数Ｋ（＝Ko）は、即ち遠点〜近点におけるΔ
Bf＝０に対応する変換係数Ｋは、（イ），（ホ），
（リ）即ち1.065〜1.052とほぼ一定であることがわか
る。そこで、レンズ情報格納部７に格納する変換係数Ko
として上記値の平均値あるいは、変換係数Koの最も大き
な値、ここでは遠点での合焦位置における変換係数K
o（＝1.065）の値（イ）を用いることができる。 一方、補正係数Coは、（２）式を変形して得られる次
式 に、表１の任意の数値を代入して求めることができる。
例えば、物点位置が遠点にあり、合焦用レンズ位置が近
点合焦位置にあった場合、即ち、（リ）→（ト）の近点
→遠点合焦では、表１より、Ko＝1.052、Co＝0.0255、
また、物点位置が近点にあり、合焦用レンズ位置が遠点
合焦位置にあった場合、即ち、（イ）→（ハ）の遠点→
近点合焦では、同様にKo＝1.065、Co＝0.0256となり、
両者の平均値を補正係数Coとして用いることができる。
なお、必ずしも平均値を用いなくてもよい。 このようにして算出された変換係数Ｋに基づいて上記
（２）式により算出されるレンズ移動量Δｘの誤差は、
１％程度であり、焦点検出精度が高ければ、例えば像面
ずれ量ΔBfを約5mmとし、合焦域を±50μｍ程度とした
場合、１回の測距動作で合焦域まで合焦用レンズを駆動
することができる。 これに対して、合焦点近傍の変換係数Koを用いて像面
ずれ量ΔBfにより補正しない場合には、例えば変換係数
Koを表１の遠点合焦時の値（イ）；Ko＝1.065を用いる
とすれば、近点→遠点あるいは遠点→近点において、そ
れぞれ20％弱の誤差を含み、測距に２〜３回必要である
ばかりか、近点→遠点〔（リ）→（ト）〕への合焦時の
変換係数がＫ（＝0.915）＜Ko（＝1.065）であり、この
場合、算出されるΔｘは、 であるので必ずオーバーランしようとする。そこで、オ
ーバーランをさけるため、変換係数Koとして表１内の最
大値（この例では（ハ）;K＝1.256）を選定すると、逆
に遠点→近点への合焦時に相当の行き足らずとなり、い
ずれにしてもスムーズな合焦駆動ができない。 なお、至近点が近い撮影レンズや、合焦方式が異なる
（リアフォーカス，インナーフォーカス等）様々なレン
ズにあっては、像面ずれ量ΔBfに対する変換係数Ｋの変
化が必ずしも線型でなく、第３図に示すように曲線Ｌで
ある場合も多いが、この場合でも、像面ずれ量ΔBf＝０
における曲線の接線Ｍにて線型近似を行なえば簡単な演
算で駆動誤差の非常に少ないレンズ移動量Δｘを算出す
ることができる。また、接線を求めにくい場合、例えば
第４図に示すように合焦用レンズ配置毎に像面ずれ量Δ
Bfの線L1〜L3が多少異なる場合では、それら各変換係数
値群を越えないような一本の直線Ｍを定めてそれに基づ
いて、変換係数Ko，補正係数Coを求めてもよい。この場
合にも、絶対にオーバーランすることがない。 更に、撮影レンズがズームレンズの如き、焦点距離可
変のレンズにあっては、上述の変換係数Koおよび補正係
数Coの値が設定焦点距離に応じて変化するため、不図示
のズームエンコーダにより焦点距離を微小領域fo〜fiに
分割し、その分割された焦点距離領域fiに対して１対の
係数情報Ko(fi)，Co(fi)を定めることもできる。なお、
このように、撮影レンズがズームレンズであり、かつレ
ンズ情報格納部にズームポジションに応答する焦点距離
情報を有する場合、例えばワイド側の焦点距離をfw,そ
の時の合焦用レンズ位置無限遠での変換係数ＫをKo(fw)
とした時、設定焦点距離ｆでの変換係数Ko(f)を、 Ko＝(f/fw)2・Ko(fw) と表わすことができるので、ズームポジション（分割さ
れた焦点距離領域）の数がｉ個とすれば、上述のように
Ko(i)，Co(i)と定めた場合の情報量2iに対してKo(fw)，
Co(i)と（ｉ＋１）個の情報量でよくメモリ容量を節約
できる。 更にまた、マクロレンズ等の高い結像倍率での撮影が
可能なレンズにあっては、撮影距離により変換係数Koお
よび補正係数Coが著しく変化するので、分割された撮影
距離領域liに応じ、すなわち、不図示の撮影距離エンコ
ーダにより合焦用レンズ位置を複数の領域に分割し、そ
の距離領域毎に１対の係数情報Ko(li)，Co(li)を定める
こともできる。 以上の説明では、レンズ移動量Δｘを除算形式で求め
るようにしたが、乗算形式の方が演算が容易である場合
には、 Δｘ＝Ko′・（１＋Co′・ΔBf）・ΔBf として求めてもよい。また、レンズ情報格納部としてRO
Mを用いる場合に、その容量に余裕が有る場合には、像
面ずれ量ΔBfの一次の係数のみならず、 のように、高次の係数まで求めて、各レンズ毎に最適の
補正係数を求めることができる。 なお、変換係数Ｋを上述したような演算により求める
のではなく、像面ずれ量ΔBfに対して変換係数ＫをROM
等の記憶装置にテーブルとして予め設定することも可能
であるが、カメラ本体のROMにかかるテーブルを設定す
る場合には、すべての交換レンズに対し、像面ずれ量Δ
Bfに対する変換係数Ｋのテーブルを用意しなければなら
ず、膨大な容量を必要とする。また、レンズ内のROMに
上記テーブルを設定した場合であっても、カメラ本体側
で検出される像面ずれ量ΔBfの情報を逐一レンズ側に転
送してテーブルを参照する必要があり、従って、本実施
例では変換係数Ｋを上記式（３）により求めるものであ
る。 （発明の効果） 本発明によれば、撮影光学系の結像面の像面ずれ量Δ
Bfを合焦用レンズの移動量Δｘに変換するための特定の
変換係数KOと、像面ずれ量ΔBfの大きさと符号に依存し
て特定の変換係数KOを補正するための補正係数COとに、
撮影光学系の合焦動作開始前の任意のレンズ位置とそれ
に対応する物点位置とによって得られる値の中の代表値
を設定して予め記憶しておき、これらの特定の変換係数
KOおよび補正係数COと、検出された撮影光学系の像面ず
れ量ΔBfとに基づいて合焦用レンズの移動量Δｘを算出
するようにしたので、合焦動作開始前の撮影光学系のレ
ンズ配置を考慮した正確な変換係数Ｋを用いて移動量Δ
ｘを算出でき、この移動量Δｘだけ合焦用レンズを駆動
することにより、所定焦点面に対して撮影光学系の結像
面がいずれの方向にずれていても合焦精度、合焦応答性
および操作性を向上させることができる。 なお、特定の変換係数KOと補正係数COを、合焦用レン
ズが合焦点から行き過ぎないような移動量Δｘとなるよ
うに定めれば、合焦用レンズのオーバーランが防止さ
れ、合焦応答性と操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明が適用された自動合焦カメラの一実施例
の制御ブロック図、第２図〜第４図は横軸に像面ずれ量
ΔBfを、縦軸に像面移動量変換係数Ｋをとって示すグラ
フ、第５図（ａ），（ｂ）は像面移動量変換係数がレン
ズ配置により異なることを示す説明図である。 1a:合焦用レンズ素子、5:受光部 6:像面ずれ量算出部 7:レンズ情報格納部 8:レンズ移動量算出部 9:レンズ駆動制御部、10:駆動用モータ 11:パルス発生部
の制御ブロック図、第２図〜第４図は横軸に像面ずれ量
ΔBfを、縦軸に像面移動量変換係数Ｋをとって示すグラ
フ、第５図（ａ），（ｂ）は像面移動量変換係数がレン
ズ配置により異なることを示す説明図である。 1a:合焦用レンズ素子、5:受光部 6:像面ずれ量算出部 7:レンズ情報格納部 8:レンズ移動量算出部 9:レンズ駆動制御部、10:駆動用モータ 11:パルス発生部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．撮影光学系の結像面と所定焦点面との間の像面のず
れ量ΔBfを検出する焦点検出手段と、 像面ずれ量ΔBfを前記撮影光学系の合焦用レンズの移動
量Δｘに変換するための特定の変換係数KOと、その変換
係数KOを補正するための補正係数COとを記憶する記憶手
段と、 この記憶手段に記憶されている前記特定の変換係数KOお
よび前記補正係数COと、前記焦点検出手段により検出さ
れた像面ずれ量ΔBfとに基づいて前記合焦用レンズの移
動量Δｘを算出するレンズ移動量算出手段とを具備し、 前記補正係数COは像面ずれ量ΔBfの大きさと符号に依存
して前記特定の変換係数KOを補正するものとし、前記特
定の変換係数KOと前記補正係数COとは合焦動作開始前の
前記撮影光学系の任意のレンズ配置とそれに対応する物
点位置とによって得られる値の中の代表値とすることを
特徴とする自動合焦装置。 ２．特許請求の範囲第１項に記載の装置において、 前記特定の変換係数KOと前記補正係数COは、前記合焦用
レンズが合焦点から行き過ぎないような移動量Δｘとな
るように定められることを特徴とする自動合焦装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012391A JP2681912B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 自動合焦装置 |
| US07/245,967 US4841325A (en) | 1986-01-22 | 1988-09-16 | Automatic focusing device for camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012391A JP2681912B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 自動合焦装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5227551A Division JP2679588B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 自動合焦装置および自動合焦装置を備えたカメラに装着可能な撮影光学系 |
| JP5227550A Division JP2679587B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170924A JPS62170924A (ja) | 1987-07-28 |
| JP2681912B2 true JP2681912B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=11803970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61012391A Expired - Lifetime JP2681912B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 自動合焦装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4841325A (ja) |
| JP (1) | JP2681912B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US4908645A (en) * | 1988-02-05 | 1990-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Automatic focus adjusting device |
| US4914464A (en) * | 1988-02-08 | 1990-04-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Focussing apparatus for camera with zoom lens |
| JPH0721577B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1995-03-08 | キヤノン株式会社 | 光学機器 |
| US4920369A (en) * | 1988-05-06 | 1990-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens position control device |
| JP2713978B2 (ja) * | 1988-05-13 | 1998-02-16 | キヤノン株式会社 | カメラのための自動焦点調節装置 |
| JP2773144B2 (ja) * | 1988-08-05 | 1998-07-09 | ミノルタ株式会社 | ズームレンズを備えるカメラ |
| JPH02272510A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Olympus Optical Co Ltd | 自動焦点装置 |
| US5258802A (en) * | 1989-04-30 | 1993-11-02 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Camera system which compensates for defocusing during operation |
| US5204710A (en) * | 1989-06-13 | 1993-04-20 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Camera having zoom lens system |
| US5187585A (en) * | 1989-08-19 | 1993-02-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus with settable focus detection area |
| JPH03135717A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 距離測定装置 |
| JPH049910A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Asahi Optical Co Ltd | カメラシステム |
| JP2971913B2 (ja) * | 1990-05-17 | 1999-11-08 | 旭光学工業株式会社 | カメラシステム |
| JP3028584B2 (ja) * | 1990-10-26 | 2000-04-04 | 株式会社ニコン | 合焦制御装置 |
| US5576893A (en) * | 1990-11-20 | 1996-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens barrel |
| JP3220990B2 (ja) * | 1990-12-12 | 2001-10-22 | 株式会社ニコン | リアコンバージョンレンズを含むカメラシステム |
| US5448413A (en) * | 1991-05-11 | 1995-09-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling the lens position of a zoom lens |
| JPH06186470A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-08 | Nikon Corp | 自動焦点調節装置および自動焦点調節装置用交換レンズ構体 |
| JP3326939B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-09-24 | 株式会社ニコン | 自動合焦装置および自動合焦方法 |
| US5748387A (en) * | 1994-02-23 | 1998-05-05 | Nikon Corporation | Zoom lens system |
| DE19530770A1 (de) * | 1994-08-24 | 1996-02-29 | Nikon Corp | Zoom-Objektiv-System |
| US5751499A (en) * | 1994-08-24 | 1998-05-12 | Nikon Corporation | Zoom lens system |
| JP2964915B2 (ja) * | 1995-04-28 | 1999-10-18 | 日本ビクター株式会社 | レンズ駆動制御装置 |
| JPH09145987A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-06-06 | Nikon Corp | ズームレンズ系 |
| US5790317A (en) * | 1995-12-13 | 1998-08-04 | Nikon Corporation | Zoom lens system |
| JPH09211295A (ja) * | 1996-02-07 | 1997-08-15 | Nikon Corp | ズームレンズ系 |
| JPH09236749A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Nikon Corp | ズームレンズ系 |
| JP4072220B2 (ja) * | 1997-06-27 | 2008-04-09 | キヤノン株式会社 | フォーカス操作装置 |
| JPH11218672A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Nikon Corp | オートフォーカスシステム、並びに撮影レンズ |
| US20030154107A1 (en) * | 2002-02-14 | 2003-08-14 | Mark Medvedeff | Preventcare |
| JP3992992B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2007-10-17 | 株式会社リコー | 被写体像取得装置 |
| US6974373B2 (en) | 2002-08-02 | 2005-12-13 | Geissler Technologies, Llc | Apparatus and methods for the volumetric and dimensional measurement of livestock |
| JP3926707B2 (ja) * | 2002-08-20 | 2007-06-06 | 株式会社リコー | 画像入力装置 |
| JP4560420B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2010-10-13 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| US8760563B2 (en) | 2010-10-19 | 2014-06-24 | Hand Held Products, Inc. | Autofocusing optical imaging device |
| US8692927B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-04-08 | Hand Held Products, Inc. | Imaging terminal having focus control |
| WO2013069795A1 (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | 株式会社ニコン | 焦点調節装置、撮像装置、およびレンズ鏡筒 |
| JP5865299B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2016-02-17 | オリンパス株式会社 | 焦点調節装置、カメラシステム、及び焦点調節方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852607A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-28 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 自動焦点調節装置 |
| 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 |
| US4550993A (en) * | 1983-02-01 | 1985-11-05 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Device for providing a camera system with an information for a focus adjustment |
| US4509846A (en) * | 1983-04-21 | 1985-04-09 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Camera system |
| US4537487A (en) * | 1983-09-01 | 1985-08-27 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focus control system with backlash correcting arrangement |
| JPS6278519A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-10 | Canon Inc | 自動合焦装置 |
-
1986
- 1986-01-22 JP JP61012391A patent/JP2681912B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-09-16 US US07/245,967 patent/US4841325A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4841325A (en) | 1989-06-20 |
| JPS62170924A (ja) | 1987-07-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |