JP2717538B2 - 合焦装置 - Google Patents

合焦装置

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JP2717538B2
JP2717538B2 JP62335681A JP33568187A JP2717538B2 JP 2717538 B2 JP2717538 B2 JP 2717538B2 JP 62335681 A JP62335681 A JP 62335681A JP 33568187 A JP33568187 A JP 33568187A JP 2717538 B2 JP2717538 B2 JP 2717538B2
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昇 鈴木
重男 藤司
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旭光学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、自動合焦(AF)機能を装備する装置、例
えばAFカメラの合焦用移動自在レンズを合焦位置まで正
確に移動させるための装置に関するものである。 (従来の技術) 近年、レンズ交換式カメラの中にもAF機能を装備した
ものが現われてきている。 第11図はこのようなカメラの一般的な構成を概略的に
示したブロック図である。尚、この図は、AF機構に係る
部分につき主に示したもので、カメラ及びレンズに通常
備わる構成成分を一部省略して示してある。 第11図において、11はカメラボディを、31はこのカメ
ラボディに着脱が可能な撮影レンズをそれぞれ示す。こ
れらは互いに、ボディ側クラッチ13及びレンズ側クラッ
チ33を介して機械的に接続され、又ボディ側電気接点群
15及びレンズ側電気接点群35を介して電気的に接続され
る。 撮影レンズ31は、光軸に沿って移動自在で合焦に寄与
するレンズ37を含むレンズ系39と、この移動自在レンズ
37を合焦位置に移動させるためカメラボディ11の駆動源
(後述する)からの力を伝達する駆動力伝達機構41と、
撮影レンズの絞り値情報や移動自在レンズ37の位置情報
等を格納するレンズROM43とを具えている。 一方、カメラボディ11は、被写体からの光のうち撮影
レンズ31を通過してきた光の一部を受光し結像するため
に、例えばCCD(Charge−Coupled−Device)センサを用
いた撮像部17を具える。さらに、このカメラボディ11
は、この撮像部17からの信号に基いて合焦位置からのズ
レ量を示すデフォーカス量(非合焦量)Dを算出した
り、合焦のために適正なレンズ移動方向を決定したりす
る機能をはじめとした種々の機能を有する制御部19を具
える。さらに、このカメラボディ11は、撮影レンズ31内
の移動自在レンズ37を駆動するために例えばモータ21
と、このモータの回転数を管理するためのエンコーダ23
とを有する駆動機構25を具える。駆動機構25の駆動力は
クラッチ機構13,33及び駆動力伝達機構41を介して移動
自在レンズ37に伝達され、この結果、レンズ37は駆動さ
れる。 ところで、移動自在なレンズ37を合焦位置まで移動さ
せるための駆動量は、モータ21の回転数を検出するエン
コーダ23のパルスカウント数Pによって決定することが
出来る。従来のAFカメラでは先ずデフォーカス量Dを制
御部19で求め、この量に応じたパルス数Pを例えば下記
(2)式い従い求めていた。 P=K・D …(2) 但し、(2)式において、Kはレンズ移動量変換係数
を示す。又、この移動量変換係数Kは、Dの値に応じて
移動自在レンズ37を合焦が確実に行なわれる位置に移動
させ得るパルスカウント数Pが求まるように予め設定さ
れているものであって、撮影レンズ毎に固有な値であ
る。この係数Kは、撮影レンズのレンズROM43内に予め
格納されていて、さらには、撮影レンズがズームレンズ
のような場合では、複数の値が格納されていた。 このような従来のカメラにおいては、エンコーダ23で
計数したパルス数が(2)式で求めたパルス数Pに等し
くなるまで移動自在レンズ37を連続的に移動させて合焦
を行なっていた。 又、さらに精度良く合焦を行なわせようとする場合に
は、移動自在レンズを少し移動させては合焦のためのパ
ルス数を新たに求めなおす等の間欠的な駆動が行なわれ
ていた。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、デフォーカス量Dに応じて求めた移動
自在レンズの駆動量に従い、このレンズを一時に移動さ
せる場合、移動後の合焦精度が所望値にならない場合が
生じるという問題点があった。 このような問題点はデフォーカス量が大きな場合ほど
顕著に現れる。すなわち、ピントが大きくずれた状態の
被写体を撮像して得たデフォーカス量はかならずしも正
確な数値ではなく誤差を含むものであることが多い。従
って、このデフォーカス量から求めた合焦位置までの駆
動量も誤差を含むものになるため、満足のゆく合焦が得
られ難い。 一方、移動自在レンズを合焦位置に徐々に近づけなが
ら、このレンズを間欠的に停止させこの時のレンズ位置
で新たな駆動量を求める場合、確かに精度の高い合焦を
行なうことが出来る。しかし、合焦に要する時間が長く
なるという問題点があった。カメラにおいては、瞬間的
なシャッターチャンスをのがすことなく撮影出来ること
も重要な要件であるから、このような問題点は好ましい
ことではない。 この発明の目的は、上述の問題点を解決し、移動自在
レンズを合焦位置まで移動させながら、このレンズの合
焦位置までの駆動量を新たに求め、この駆動量を基によ
り正確に合焦を行なわせ得る合焦装置を提供することに
ある。 (問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の合焦装置によ
れば、 合焦用移動自在レンズと、前記合焦用レンズを等速度
で移動させる駆動機構と、被写体に対する非合焦量を算
出する手段と、前記非合焦量に基づいて前記駆動機構の
前記合焦用レンズを合焦位置まで移動させる駆動量を求
める手段と、前記駆動量に従って前記合焦用レンズが等
速度で移動中に非合焦量及び合焦位置までの新たな駆動
量を求める手段と、前記新たな駆動量から、該駆動量を
求めるための時間期間中の前記合焦用レンズの駆動量を
差し引く手段とを具える合焦装置において、 前記非合焦量をDとし、前記駆動量および前記新たな
駆動量をそれぞれPとしたとき、前記新たな駆動量を求
める各手段が、下記(1)式に従って当該駆動量を求め
る手段であることを特徴とする。但し、Kiはレンズ移動
量変換係数を示し、nは2以上の整数である。 又、撮影レンズによっては、レンズ移動量変換系数Ki
を、合焦用移動自在レンズの繰出された位置に応じて異
る値としたほうが、合焦位置までの駆動量Pは正確に求
まる。従って、この発明の実施に当り、前述の係数K
iは、合焦用レンズの繰出し位置に応じて予め定めた適
正な値に変化するものとし、新たな駆動量を求める際の
Kiを、合焦用レンズが等速度で移動中のレンズ繰出し位
置変化から得られる複数個の値の中の一つのものとする
か、又は、二個以上の値を演算したものとするのが好適
である。さらに、前記係数Kiが合焦用レンズの繰出し位
置に応じて適正な値に変化する場合は、前記新たな駆動
量を求める手段を、以下の(a)および(b)の処理を
含む処理を実行する手段とするのが好適である。 (a)前記合焦用レンズを前記等速度で移動させている
際に前記非合焦量を求めるための基準とした第1の時刻
および第2の時刻それぞれでの前記合焦用レンズの前記
位置での係数Kiを前記(1)式にそれぞれ代入して第1
のレンズ駆動量および第2のレンズ駆動量を求める処
理。 (b)前記第1のレンズ駆動量および第2のレンズ駆動
量の大小関係を比較し、小さい方のレンズ駆動量を前記
新たな駆動量とする処理。 (作用) このような構成によれば、例え誤差を含む非合焦量か
ら求めた駆動量によって移動自在レンズの移動を開始し
ても、このレンズが合焦位置に移動されている最中の合
焦位置により近い位置で、駆動機構の移動自在レンズを
合焦位置まで移動させるための正確な駆動量が新たに求
まる。しかも、レンズ駆動量を求める近似式として、二
次項以上の高次の項をも考慮した近似式を用いるので、
一層正確な新たな駆動量が求まる。 以下、第10図を参照しこの発明の合焦装置の作用につ
き具体例に従って説明する。第10図は、この発明の合焦
装置で行なわれる合焦処理の原理を概略的に示す説明図
である。尚、合焦処理の説明中における個別の処理につ
いての詳細な説明は、実施例の項において行なうのでこ
の項では省略する。 例えば、自動合焦機能装備のカメラを考える。このカ
メラは、移動自在レンズを合焦位置まで移動させるため
モータ及びエンコーダ等を含む駆動機構と、被写体の合
焦・非合焦を判定するための情報を得るためこの被写体
を撮像する撮像部等とを具えるものとする。 被写体の初期のデフォーカス量(D0とする)を求め、
このデフォーカス量D0を解消するために必要なレンズ移
動量が得られるモータ駆動量を求める。既に説明したよ
うに、この駆動量はエンコーダのパルス数として求ま
る。D0に対応するパルス数P0を例えばP0=K・D0に従い
求める(Kはレンズ移動量変換係数である。)。そし
て、このP0を目標値としてモータを駆動すると、モータ
を等速度で回転させている間においては移動自在なレン
ズは合焦位置方向に等速度で移動する。 この発明においては、移動自在レンズが等速度運動中
においても被写体に対する非合焦量を新たに求める。具
体的には、ある時刻t1、すなわち合焦用レンズを等速度
で移動させている際に非合焦量を求めるための基準とな
る第1の時刻において撮像部に被写体像を撮像させる。
撮像部には、被写体からの光をある光量以上で撮像させ
る必要があるから、例えばある時刻t3、すなわち合焦用
レンズを等速度で移動させている際に非合焦量を求める
ための基準となる第2の時刻まで受光(撮像)を続けて
行なう。一方、この(t3−t1)の時間期間において移動
自在レンズは移動し続け、モータ回転開始時からのエン
コーダのパルス累計数は、p1からp3に増加する。 ここで、(t3−t1)の時間期間に撮像部で得たデータ
に基いて非合焦量Dxを求めると、このDXは(t3−t1)の
時間期間の中点つまり時間t2における非合焦量と云え
る。又、時間t2におけるエンコーダのパルス累計数をp2
とすると、モータは等速度回転しているから、p2=(p1
+p3)/2になる。さらに、このDXに基いてこのデフォー
カス量DXを解消させるために必要なレンズ移動量が得ら
れる新たなモータ駆動量、すなわち新たなパルス数P
Xを、 なる式(nは2以上の整数)に従い求める。 ところが、DX、p2及びPXを求めるための演算を行なっ
ている時間期間中にも移動自在レンズは移動し続けてい
る。従って、演算が終了してPXが求まった時間をt4とす
ると、この時のエンコーダのパルス累計数はp4に増加し
ている。 このような状況を考慮した場合、時刻t2で得た非合焦
量DXに基づいて、移動自在レンズを時刻t4における位置
から合焦位置まで移動させ得るパルス数PZを求めるため
には、以下に示す(3)式のような演算を行なえば良
い。 PZ=PX−(p4−p2) …(3) そして、時刻t4は以後においてはこのPZを目標値とし
てモータを駆動すれば、初期駆動量P0は補正されたこと
になり、より正確な合焦が可能になる。上述の一連の処
理を必要に応じてサイクリックに行なえば一層正確な合
焦が可能になる。 また、この発明においては、上述したP0とかPXなるレ
ンズ駆動量を求めるための式中のレンズ移動量変換係数
Kを、合焦用移動自在レンズの繰出された位置に応じ合
焦精度の向上が図れる適正値に更新することも出来るか
ら、合焦精度のより一層の向上も図れる。 (実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明す
る。尚、これらの図はこの発明が理解出来る程度に概略
的に示してあるにすぎず、各構成成分の寸法、形状及び
配置関係はこの図示例に限定されるものでないこと明ら
かである。又、これらの図において同一の構成成分につ
いては同一の符号を付して示してある。 ところで、第11図を用いて既に説明したように、デフ
ォーカス量(非合焦量)Dに基づいて、撮像レンズ内の
移動自在レンズを合焦位置まで正確に移動させ得るエン
コーダのパルス数Pを求めるためには、非合焦量Dを解
消させ得るレンズ移動量に応じたエンコーダのパルス数
Pを撮影レンズ毎に予め調査し、DとPとの関係を正確
に示す近似式を求めておくことが必要であった。この発
明の実施例においては、この近似式を、参考例としての
下記(4)式および下記(5)式即ち(1)式中のnを
2とし2次項まで考慮したもので説明する。 P=K1・D …(4) P=K1・D+K2・D2 …(5) 但し、K1及びK2は、レンズ移動量変換係数をそれぞれ
示し、この場合単位像面移動量当りのパルス数を意味
し、移動自在レンズをDの値に応じて合焦が確実に行な
われる位置に移動させ得るエンコーダのパルス数Pが求
まるように撮影レンズ毎に予め定めた係数である。尚、
(4)式及び(5)式においてK1なる共通文字をそれぞ
れ用いているが、各K1は式毎で独立のものであり、同一
の値を示すものでないことは理解されたい。 又、詳細は後述するが、この発明の合焦装置は、これ
ら係数が撮影レンズ毎でそれぞれ一定の値とされている
場合、一つの撮影レンズであっても移動自在レンズの繰
出し位置に応じ係数の値が変化する場合、さらには、撮
影レンズがズームレンズであってズーミングによって係
数の値が変化する場合のいずれの場合にも対処出来るも
のとしてある。 又、この実施例では、レンズ駆動量Pを算出する近似
式として上述の(4)式及び(5)式を用いる。両者を
比較した場合、(5)式のほうが、非合焦量Dの大小に
かかわらず、より正確なレンズ駆動量が求まることから
好適である。しかしながら、用いる近似式は合焦装置の
設計によって選択されるもので、上記(5)式に限られ
るものではなく、(1)式中のnが3以上の他の近似式
を用い得ることは明らかである。 合焦装置の構成 先ず実施例の合焦装置の構成につき説明する。第1図
は、この発明の合焦装置を具えたカメラの一構成例を概
略的に示すブロック図である。尚、以下の実施例におい
ては、カメラ及びレンズに通常備わる構成成分のうちこ
の発明の説明に必要でないと思われる構成成分について
の説明を省略する。 第1図において、51は撮影レンズを示し、81は撮影レ
ンズ51が装着されるカメラボディを示す。 撮影レンズ51は、光軸に沿って移動自在で合焦に寄与
するレンズ53を含むレンズ系54と、この移動自在レンズ
53を合焦位置に移動させるためカメラボディ81の駆動源
(後述する)からの力を伝達するクラッチ55a、ギヤ55b
及びヘリコイドネジ55c等で構成された駆動力伝達機構5
5と、撮影レンズの絞り値情報や移動自在レンズ53の位
置情報等を格納するレンズROM57と、この撮影レンズ51
及びカメラボディ81間を電気的に接続するレンズ側電気
接点群59とを具えている。 さらに、この撮影レンズ51は、第1図では図示を省略
してあるが、移動自在レンズ53の動きに連動する距離環
と、この距離環に固定されていてこれの回転に伴い移動
されるブラシと、このブラシによって表面がこすられる
距離コード板とを具える。第2図は、この距離コード板
の説明に供する平面図である。第2図中、61で示すもの
が距離コード板であり、57は上述のレンズROM、59は上
述のレンズ側電気接点群をそれぞれ示す。尚、距離コー
ド板の機能については後述する動作説明の項で説明す
る。 一方、カメラボディ81は、メインミラー83、サブミラ
ー85、ピント板87及びペンタゴナルプリズム89等の光学
系を具える。さらに、カメラボディ81は、撮影レンズを
透過してきた被写体からの光の一部を受光し結像するた
めの撮像部91を具える。この撮像部91は焦点位置検出方
式に応じた構成とすることが出来る。この実施例の場合
の撮像部91は、相関法(位相差方式)に適合するような
セパレータレンズを含む光学系と、二つの撮像領域を有
するCCD(Charge−Coupled−Device)センサとを具え
る。さらに、このカメラボディ81は、この撮像部の制御
及び移動自在レンズ53を駆動する駆動機構(詳細は後述
する。)を制御する機能を有するAF用制御部(PCU)93
を具える。さらに、このカメラボディ81は、撮影レンズ
51内の移動自在レンズ53を駆動するために例えばAF用モ
ータ95a、ギヤ95b、クラッチ95c及びこのモータ95aの回
転数を管理するためのエンコーダ95dを有する駆動機構9
5を具える。駆動機構95の駆動力はボディ側クラッチ95c
及びレンズ側クラッチ55a等を介して移動自在レンズ53
に伝達出来、この結果、このレンズ53を光軸に沿って移
動させることが出来る。さらに、モータ95aを等速度回
転させることによって移動自在レンズを等速度で移動さ
せることが出来る。 さらに、このカメラボディ81は、AE(自動露出制御)
のための受光素子97a,97b及びAE用制御部(CPU)97と、
表示動作を制御する表示用制御部(IPU)99と、AF用、A
E用及び表示用の各制御部93,97,99を制御する中央制御
装置(CPU)101と、レンズ側電気接点群59に対応するボ
ディ側電気接点群103とを具える。CPU101は、撮影レン
ズ51のレンズROM57も制御する。 尚、この実施例の場合、PCU93及びCPU101を例えば以
下のような構成としてある。第3図は、PCU93及びCPU10
1の機能を説明するための機能ブロック図である。これ
らの理解を深めるため、既に説明した構成成分との接続
関係をも併せて示してある。 PCU93は、撮像部91のCCDの積分時間比較手段93aと、A
Fモータ95aを駆動する際に駆動パルス数Pの大きさに応
じモータを等速度で駆動させるか(DC(直流)制御)、
或いは微細に駆動させるか(PWM(Pulse Width MOdulat
ion)制御)を切り換える手段93bとを具える。 又、CPU101は、CCDの基準積分時間、AFモータの駆動
制御をDC又はPWM制御のいずれかで行なうかを切り換え
るための基準パルス数、デフォーカス量が有効か否かを
判定する基準値及び合焦判定基準値等を格納するメモリ
手段101aと、デフォーカス量D及びパルス数P等を算出
する演算手段101bと、デフォーカス量D等とメモリ手段
内に格納された基準値とを比較するための比較手段101c
とを具える。 このように構成されたカメラにおいて、この発明の合
焦装置に備わる各手段を例えば以下のように構成するこ
とが出来る。 被写体に対する非合焦量Dを算出する手段を撮像部91
と、PCU93と、CPU101とを以って構成することが出来
る。 又、(4)式等の近似式の係数Ki((5)式を用いる
場合であればK1及びK2)は、撮影レンズ51のレンズROM5
7に予め格納することが出来る。尚、撮影レンズの種類
によっては、これに備わる移動自在レンズの繰出し位置
に応じて係数の値が変化するようにしたほうが合焦精度
の一層の向上が図れるものがある。このような場合に
は、係数がレンズ繰出し位置に応じて更新されるような
構成をとるようにする。このような係数の更新は、レン
ズROM57に多数の係数を予め格納させておくこと、及
び、レンズ繰出し量によって距離環の位置が変化しこれ
に伴いコード板61(第2図参照)のコードが変化してレ
ンズROM内のある係数が読み出されること、で行ない得
る(詳細は後述する。) 又、レンズROM57に格納した係数Kを読み出しこの係
数及び非合焦量Dから(1)式に従い、駆動機構の移動
自在レンズ53を合焦位置まで移動させる駆動量を求める
手段をCPU101を以って構成することが出来る。 又、移動自在レンズ53が等速度で移動している際に、
このレンズのある位置における非合焦量及びこの位置か
らの合焦位置までの駆動量を求める手段を撮像部91と、
PCU93と、CPU101とを以って構成することが出来る。 又、移動自在レンズ53の移動中に求めた駆動量から、
この駆動量を求めるための時間期間中のこのレンズ53の
駆動量を差し引く手段をCPU101を以って構成することが
出来る。 合焦装置の動作 次に、実施例の合焦装置の動作につき説明する。尚、
この説明を、レンズ移動量変換係数Kiが、移動自在レ
ンズの繰出し位置にかかわらず一定値である場合、移
動自在レンズの繰出し位置に応じ係数値が変化する場
合、の二つのケースに分けてそれぞれ説明する。 〈係数値が一定の場合の動作例〉 先ず、第3図及び第4図を参照して、レンズ移動量変
換係数Kiの値がレンズ繰出し位置にかかわらず一定であ
る場合の合焦装置の動作例につき説明する。尚、第4図
はこのときの動作を概略的に示す流れ図である。 手動或いは自動的に写真撮影を自動合焦モードで行な
うことが選択される(ステップ201)。 撮像部91においては、被写体からの光のうち撮影レン
ズ51(第1図参照)を通過してきた光の一部を積分す
る。CCDのデータ(出力信号)をPCU93の積分時間比較手
段93a及びCPU101の演算手段101bにそれぞれ取り込む。
この演算手段101bにおいて、初期のデフォーカス量D0
求める(ステップ203)。尚、D0の値が大きい場合に
は、合焦位置までのレンズ移動量に対応するモータ駆動
パルス数は、正確なものとは云えない場合が多い。尚、
この実施例の場合デフォーカス量を相関法(位相差方
式)で求める。この方法は、撮像部91の基準用CCD及び
参照用CCD上にそれぞれ撮像された像の像間隔がデフォ
ーカス量にほぼ比例することを利用するものであるが、
従来公知の方法であるからその説明を省略する。 次に、ステップ203で求めたデフォーカス量D0がモー
タ駆動パルス数P0を求めるための数値として有効か否か
の判定を行なう(ステップ205)。第5図(A)〜
(C)を参照してこの判定方法の一例につき説明する。 第5図(A)において、91aは撮像部91の基準用CCDを
示し、91bは撮像部91の参照用CCDを示す。被写体からの
光をこれらCCD01a,91b上にそれぞれ撮像させ、CCDから
の出力信号(データ)を得る。第5図(B)はCCD91aか
らの出力信号を示す特性曲線図であり、第5図(C)は
CCD91bからの出力信号を示す特性曲線図である。 CCDからの出力信号は上述した如くCPU101の演算手段1
01bに供給されており、この演算手段101bにおいては、
この出力信号に基づき下記(a)式からコントラストy1
を求める。 y1=∫|(d/dx)f(x)|dx…(a) さらに、相関計算を下記の(b)式に従って行なう。 y2=∫|f(x)−g(x−t)|dt…(b) ここで、tはCCDセンサ上での横ずらし量を示す。 次に、求めたコントラストy1と、CPU101のメモリ手段
に予め格納されているある基準値C1とをCPU101の比較手
段101cを用いて比較する。又、相関計算y2の最小値をy2
(tmin)としたとき、y2(tmin)とCPU101のメモリ手段
に予め格納されているある基準値C2とを比較する。さら
に、(b)式に従い求めたy2の合焦点での微分値dy2/dx
の絶対値と、CPU101のメモリ手段に予め格納されている
ある基準値C3とを比較する。これら比較結果が下記、
及び式を満足した時、求められているデフォーカス
量D0が有効であると判定する。 y1>C1 … y2(tmin)<C2 … |dy2/dx|>C3 … デフォーカス量D0が有効な場合は、合焦か否かの判定
を行なう(ステップ207)。この判定をCPU101の演算手
段101bと、比較手段101cとを用い例えば次のように行な
うことが出来る。合焦時のtをt0としたとき、このt0
(b)式において求めたtminとから求めた|tmin−t0
が、メモリ手段101aに予め格納されている基準値tsより
小さい場合に合焦と判定する。尚、合焦時には撮影準備
が完了になる(ステップ209)。 又、デフォーカス量D0は有効であるが合焦ではない場
合には、移動自在レンズ53(第1図参照)を合焦位置に
移動させることを以下に説明するように行なう。 撮影レンズ51のレンズROM57から係数K1((5)式を
用いる場合にはK1及びK2)をCPU101の演算手段に読み込
む(ステップ211)。 このK1と、デフォーカス量D0とから、上述した(4)
式(K1及びK2を読み込んだ場合には(5)式)に従い、
移動自在レンズの合焦位置までの移動量に対応するエン
コーダのパルスカウント数P0を求める(ステップ21
3)。 次に、AFモータ95aを適正な方向に回転させながら回
転に伴うエンコーダ95bのパルス数pnを計数する。この
計数は、PCU93若しくはCPU101に備わる、又は別途に用
意したアップカウンタを用いて容易に行なうことが出来
るからその説明は省略する。 AFモータ95aの駆動中においては、AFモータ95aの駆動
力はボディ側クラッチ95c及びレンズ側クラッチ55a等を
介して移動自在レンズ53に伝達され、この結果、移動自
在レンズ53は合焦位置に移動する。 尚、この実施例の場合、デフォーカス量Dが大きい場
合と小さい場合とに応じAFモータ95aの駆動方式を以下
のように切り換える。先ず(4)式から求めたパルス数
P0と、CPU101のメモリ手段101aに予め格納しておいたあ
る基準パルス数PSTとを比較手段101cで比較し(ステッ
プ215)、この比較結果をPCU93の切り換え手段93bに出
力する。切り換え手段93bにおいては、P0>PSTの場合は
DC制御によってAFモータ95aを等速度で高速に回転させ
る(ステップ217)。又、このDC制御によるモータ駆動
中においても、エンコーダ95dのパルス累計数pnを管理
し、初期駆動パルス数P0と、回転開始からのパルス累計
数pnとの差(P0−pn)が、(P0−pn)≦PSTとなった
ら、PWM制御によってAFモータをパルス駆動する(ステ
ップ219,231)。このようにAFモータを駆動することに
よって、デフォーカス量Dが大きい場合にはレンズの移
動を高速で行なえ、又デフォーカス量が小さい場合には
レンズ移動を緻密に行なえるから、精度及び効率共に優
れた自動合焦を行なえる。 DC制御でモータ95aを駆動している間、移動自在レン
ズ53は合焦位置方向に等速度で移動する。この発明にお
いては、この等速度移動中に、モータ95aのレンズ53を
合焦位置まで移動させるための新たな駆動量PZを求める
処理を順次に行なう。(ステップ221〜227)。 先ず、移動自在レンズが等速度運動中のある時刻t1
おいて撮像部91のCCDの積分を開始する。又、モータの
回転開始時から時刻t1までのエンコーダのパルス累計数
p1をCPU101のメモリ手段101aに取り込む(ステップ22
1)。又、上述のCCDに所定の光量を受光させ得る時間期
間経過後の時刻t3において、このCCDの積分を停止す
る。尚、移動自在レンズは、(t3−t1)の時間期間にお
いても移動し続けているから、エンコーダのパルス累計
数は、p1からp3に増加する。このパルス累計数p3をCPU1
01のメモリ手段101aに取り込む。さらに(t3−t1)の時
間期間中のCCDのデータをPCU93に取り込む(ステップ22
3)。 次に、ステップ203でデフォーカス量を求めたと同様
にして、(t3−t1)の時間期間に撮像部91で得たデータ
に基いてデフォーカス量DXを求める。このDXは(t3
t1)の時間期間の中点つまり時刻t2における非合焦量と
云える。さらに、時刻t2におけるエンコーダのパルス累
計数p2を、p2=(p1+p3)/2に従い演算手段101bを用い
求める。さらに、この演算手段101bを用い、DXの値に基
いて(4)式に従い、時刻t2における移動自在レンズ53
の位置から合焦位置までこのレンズ53を移動させるため
のパルス数PXを求める(ステップ225)。 ところが、DX、p2及びPXを求めるための演算を行なっ
ている時間期間中にも移動自在レンズは移動し続けてい
る。従って、演算が終了してPXが求まった時刻t4では、
エンコーダのパルス累計数はp3からp4に増加している。
このp4をメモリ手段101aに取り込む(ステップ225)。 次に、時刻t2で得た非合焦量Dxに基づいて、移動自在
レンズを時刻t4における位置から合焦位置まで移動させ
るために必要なパルス数PZを、演算手段101bを用いて以
下に示す(3)式に従い求める(ステップ227)。 PZ=Px−(p4−p2) …(3) このようにして、移動自在レンズ53が合焦位置にさら
に近づいた位置で求めたデフォーカス量から新たな駆動
量PZを求めることが出来る。 ステップ229において、PZと基準パルス数PSTとの比較
を行なって、PZの大きさに応じモータ駆動をDC制御或い
はPWM制御のいずれかで行なうかを選択する。PZ>PST
場合であれば切り換え手段93はDC制御によるモータ駆動
を選択し、又、処理についてはステップ217〜229を行な
う。PZ≦PSTの場合であれば、PWM制御でモータを駆動す
る(ステップ231)。 時刻t4でエンコーダ95dのパルス累計数をリセット
し、その後計数したエンコーダのパルス数pnと求めたパ
ルス数PZとが等しくなった時モータ95aを停止する(ス
テップ235)。 時刻t4以後において、このPZを目標値として上述の如
くモータを駆動することによって、初期駆動量P0は補正
されたことになり、これがため、より正確な合焦が可能
になる。又、上述の一連の処理(ステップ217〜233)を
必要に応じてサイクリックに行なえば一層正確な合焦が
可能になる。 一方、ステップ205において、デフォーカス量D0が無
効であると判定された場合を考える。このような例とし
てはコントラストが実質的にないような被写体を撮像し
た場合やデフォーカス量D0が非常に大きい(大ボケ状
態)場合が考えられる。 無効判定の場合、先ず、CCDの積分時間ITと、メモリ
手段101aに予め格納されている基準積分時間ISTとを比
較手段101cによって比較する(ステップ301)。積分時
間ITがIT≦ISTであって、CCDにはあるデータが供給され
ているにもかかわらずD0が無効である場合は、大ボケ状
態であると判断し、AFモータ95aをある量駆動させて移
動自在レンズの位置を変更させる(ステップ302,30
3)。この際、回転方向を適時切り換えてデフォーカス
量D0が有効になるような回転方向を見出すことが出来
る。 又、積分時間ITがIT>ISTであるにもかかわらずD0
無効である場合は、コントラストが実質的にないような
被写体を撮像していると判断し、補助投光装置によって
被写体にコントラストをつける(ステップ310,311)。
次に、CCDの積分を開始しデフォーカス量D0の算出及び
この値D0の有効・無効を既に説明したと同様に求める
(ステップ312,313)。それ以後の処理については、ス
テップ207〜235に従い行なうことが出来る。 〈係数値が変化する場合の動作例〉 次に、レンズ移動量変換係数Kiの値が移動自在レンズ
の繰出し位置によって変化する場合の合焦装置の動作例
につき説明するが、その説明に先立ち下記[1]及び
[2]の事項につき先ず説明する。 [1]係数の格納及び係数の呼び出し [2]の実施例との変更点 [1]係数の格納及び係数の呼び出しの説明 先ず、レンズ繰出し位置に対応する多数個の係数の準
備及びこれら係数の中から所望の係数を呼び出す方法に
つき説明する。 ある撮影レンズにつき、レンズ繰出し位置に対応する
各係数を予め求める。これらの係数の個数は、撮影レン
ズの種類に応じた適正なものとする。求めた多数の係数
(例えば、Kio〜Kimとする)は、撮影レンズ51のレンズ
ROM57の所定のアドレスにそれぞれ予め格納する。尚、
レンズ繰出し位置変化に対する係数の値の変化は、撮影
レンズ毎で異るものであり、単調増加するものもあれ
ば、単調減少するものもあれば、複雑に変化するものも
ある。 一方、レンズROM57に格納させた係数の読み出しは、
この実施例の場合、第2図に示した距離コード板61等を
用いることによって以下に説明するように行なう。 移動自在レンズ53の移動に伴って距離環が回動する
と、距離環に固定させたブラシは、距離コード板61の長
手方向をこの距離コード板61に接触しながら行き来す
る。又、距離コード板61のブラシと接触する面には所定
の配線パターンが形成されている。例えば、第2図に示
す場合、a1〜a4で示す4本の配線パターンがレンズROM5
7から距離コード板61上に延在してきている。そして、
これら配線パターンは、それぞれは所定の関係を有する
が、かつ、それぞれは独立に距離コード板の長手方向に
沿って幅が広くなったり狭くなったりする構成としてあ
る。又、ブラシを4個の接点で構成しておき、かつ、一
個の接点は一本の配線パターンの上を行き来し然もブラ
シ及び配線パターンは配線パターンの幅広の部分でこの
接点を介して接するように構成しておく。 このような構成において、移動自在レンズ53の繰出し
位置が変化しブラシが移動されると、距離コード板61の
ある位置z1においては、ブラシの接点と配線パターンa1
〜a4との接続状態は、a1,a2及びa4で接触状態、a3で非
接触状態(a1〜a4の順に(1,1,0,1)と示す。)にな
る。又、z4の位置においては、(1,1,1,1)という接続
状態になる。従って、距離コード板61においては、移動
自在レンズの繰出し位置の変化に伴い複数の信号が生成
される。又、これら信号はレンズROM57に供給されるか
ら、これら信号によってレンズROMの係数格納アドレス
のいずれかを指定出来、よって、所望の係数が読み出せ
る。 [2]の動作例との変更点の説明 又、以下の動作例においては、レンズ移動量変換係数
をレンズ繰り出し位置に応じた適正な値とする他に、さ
らに、レンズ駆動量の管理と、非合焦量が無効と判定さ
れた後の処理とを、以下に説明するようにの動作例と
は異る方法で処理することとしている。尚、以下に説明
する処理は、上述のの動作例に対しても当然に適用出
来る。 [a]レンズ駆動量の管理 上述のの動作例においては、移動自在レンズがレン
ズ駆動量P分だけ駆動されたか否かの管理を、移動自在
レンズ53が移動開始した時からの累計パルス数pnをアッ
プカウンタ及びCPU101で監視し、この累計パルス数pn
pn=P0となったか否かによって行なっていた。しかし、
以下の動作例においての駆動量管理は、求めたレンズ駆
動量Pを減算カウンタに設定し、この設定値に対する減
算カウンタの出力がエンコーダからのパルスに応じて減
ってゆくことを利用して行なう。さらに、移動自在レン
ズを移動させながら、減算カウンタからの出力値即ちレ
ンズ駆動量Pに対する残り駆動量(以下、pRと称する)
を割り込み処理によって監視し、この監視結果に従いAF
モータの制御方法の切り変え及び停止を行なう。 第6図は、レンズ駆動量Pの管理を上述の如く行なう
ための具体的な装置構成の一例を示したブロック図であ
る。 第6図において、105は上述の減算カウンタを示す。
この減算カウンタ105には、CPU101で求めたレンズ駆動
量Pが設定される。尚、この減算カウンタ105は、非合
焦量が大きい場合や撮影レンズの種類によってこの駆動
量が大きくなってもオーバーフローしない程度に、充分
大きな容量を有したものとしてある。又、この減算カウ
ンタ105は、設定された駆動量Pからエンコーダ95dのパ
ルス数を減じた値をCPU101に対し出力すると共に、減算
カウンタ105の出力が0になった時、割り込み信号とし
てのINT1を出力する。CPU101は、INT1の許可状態におい
て信号INT1を受けるとAFモータを停止させると共に、次
にINT1が許可になるまでの間INT1の入力を禁止する。第
7図(C)は、CPU101のINT1に対する動作を示す流れ図
である(詳細は動作説明の項で説明する)。 又、107は、タイマを示す。この実施例のタイマ107
は、1×10-3秒(1msec)毎にCPU101に対し割り込み信
号としてのINT2を出力する。CPU101は、INT2の許可状態
において信号INT2を受けるとメモリ手段101aに格納して
ある基準パルス数PSTと、減算カウンタ105から送られて
くる残り駆動量pRとを比較する。この比較においてPR
PSTの場合、AFモータをPWM制御で駆動すると共に、次に
INT2が許可になるまでの間INT2の入力を禁止する。第7
図(D)は、CPU101のINT2に対する動作を示す流れ図で
ある(詳細は動作説明の項で説明する。)。 [b]非合焦量が無効の時の処理 又、非合焦量が無効と判定された場合、の動作例に
おいては第4図の301〜313の如き処理を行なっていた
が、以下の動作例においては、非合焦量を素早く有効な
ものとするべく、第7図(E)〜(G)に示す如く合焦
装置は動作する。 **係数が変化する場合の参考例** 次に、第3図、第6図及び第7図(A)〜(G)を参
照して、上述の[1]及び[2]の各事項を考慮した合
焦装置の動作例につき、駆動量は(4)式を用いて求め
る参考例の場合を例に挙げて具体的に説明する。尚、第
7図(A)〜(G)はこの参考例を概略的に示す流れ図
である。 の実施例と同様に、デフォーカス量D0の算出及びD0
の有効無効の判断が順次に行なわれる(ステップ501〜5
05)。D0が無効の場合、この参考例においては、第7図
(E)〜(G)に示すステップ601以後の手順に従って
動作する(詳細は後述する**D0無効の場合の説明**
の項を参照。) ステップ505においてD0が有効であると判定される
と、の動作例と同様に合焦か否かの判定がなされ合焦
であれば、撮影準備が完了した旨を撮影者に知らせる
(ステップ507,509)。 又、デフォーカス量D0は有効であるが合焦ではない場
合には、移動自在レンズ53(第1図参照)を合焦位置に
移動させることを以下に説明するように行なう。 先ず、移動自在レンズ53の現在の繰出し位置に応じた
レンズ移動量変換係数K1nが撮影レンズ51のレンズROM57
から読み出される。この読み出しは、既に説明したよう
に、移動自在レンズ53の繰出し位置に応じ距離コード板
61から生成される信号が変化することでなされる。読み
出された係数(K10と称することにする)は、CPU101の
演算手段101bに取り込まれる(ステップ511)。 このK10をK1とし、このK1と、デフォーカス量D0とか
ら、上述した(4)式に従い、演算手段101bは、移動自
在レンズ53の合焦位置までの移動量に対応するエンコー
ダのパルスカウント数P0を求める。さらに、この参考例
においては、求めたP0を第6図に示した減算カウンタ10
5にセットする(ステップ513)。 又、比較手段101cは、メモリ手段101aに予め格納して
ある基準パルス数PSTと、求めた駆動量P0とを比較し、
比較結果をDC/PWM制御切り変え手段93bに出力する(ス
テップ515)。ここで、P0≦PSTの場合は、PCU93はPWM制
御によってAFモータを駆動し(ステップ539)、又、CPU
101は割り込み信号INT1が到来するのを待ち(ステップ5
41)、INT1が到来すると(ステップ543)AFモータ95aの
駆動を停止する信号をPCU93に対し送出し(ステップ54
5)又、次にINT1が許可されるまでINT1の入力を禁止す
る(ステップ547)。さらに、合焦装置は、ステップ503
からの処理を実行する。 又、ステップ515において、P0>PSTの場合は、CPU101
は、INT1及びINT2を共に許可し、又、PCU93はDC制御に
よってAFモータ95aを等速度で高速に駆動する(ステッ
プ517)。又、INT1及びINT2は共に許可状態にあること
から、DC制御によるモータ駆動中においてもCPU101は、
INT1が到来した時はステップ543〜547及び503に従って
動作する。さらにCPU101は、減算カウンタ105から出力
されるモータの残り駆動量pRと、基準パルス数PSTとを1
msec毎に比較し(ステップ549,551)、pR≦P0となった
ときINT2を禁止し(ステップ553)、続いてPWM制御によ
ってAFモータを駆動する動作を行なう(ステップ53
9)。 レンズ駆動量の大小に応じAFモータ95aを上述の如く
駆動するようにすれば、デフォーカス量Dが大きい場合
には移動自在レンズ53の移動を高速で行なえ、又デフォ
ーカス量が小さい場合にはレンズ移動を緻密に行なえる
から、精度及び効率共に優れた自動合焦を行なえる。 DC制御でモータ95aを駆動している間、この参考例にお
いてもの動作例と同様、モータ95aのレンズ53を合焦
位置まで移動させるための新たな駆動量PZを求める処理
を順次に行なうが、この参考例においてはこのことを、
以下に説明するように行なう。尚、第8図は、参考例に
おける新たな駆動量PZを求める方法の原理を第10図に対
応させて示した図である。第8図においては、縦軸が減
算カウンタの値となる。 先ず、移動自在レンズ53が等速度運動中のある時刻t1
において撮像部91のCCDの積分を開始する。又、時刻t1
における減算カウンタ105の値pR1と、時刻t1における移
動自在レンズの繰出し位置に対応するレンズ駆動量変換
係数(K11と称する。)とをCPU101のメモリ手段101aに
取り込む(ステップ519)。又、上述のCCDに所定の光量
を受光させ得る時間期間経過後の時刻t3において、この
CCDの積分を停止する。尚、移動自在レンズ53は、(t3
−t1)の時間期間においても移動し続けているから、減
算カウンタ105の値は、pR1からpR3に減少すると共にレ
ンズ繰出し位置も変化する。時刻t3における減算カウン
タ105の値pR3と、時刻t3におけるレンズ繰出し位置に対
応するレンズ移動量変換係数(K13と称する。)とをCPU
101のメモリ手段101aに取り込む。さらに(t3−t1)の
時間期間中のCCDのデータをPCU93に取り込むステップ
(521)。 次に、ステップ503でデフォーカス量を求めたと同様
にして、(t3−t1)の時間期間に撮像部91で得たデータ
に基いてデフォーカス量DXを求める。このDXは(t3
t1)の時間期間の中点つまり時刻t2における非合焦量と
云える。さらに、時刻t2における減算カウンタ105の値p
R2を、pR2=(pR1+pR3)/2に従い演算手段101bを用い
求める(ステップ523)。 次に、求めた非合焦量DXがレンズ駆動量を求めるため
のものとして有効か無効かをステップ505で行なったと
同様な方法で調べる(ステップ525)。DXが無効な場合
は、ステップ519からの処理を再び行なう。 又、ステップ525においてDXが有効と判定された場
合、この参考例においては、CPU101の比較手段101cを用
いて、K11と、K13との大小関係の比較を行ない、両者の
うちの大きくないほうの係数をK1として採用する(ステ
ップ527,529,531)。このK1と、上述のDXとを用い演算
手段102bによって(4)式に従い、時刻t2における移動
自在レンズ53の位置から合焦位置までこのレンズ53を移
動させるためのパルス数PXを求める(ステップ533)。 尚、DX、pR2及びPXを求めるための演算を行なってい
る時間期間中に、減算カウンタ105の値は減少し続けて
いるから、CPU101は演算の終了した時刻t4における減算
カウンタ105の値pR4をメモリ手段101aに取り込む(ステ
ップ535)。そして、これらPX、pR2及びPR4に基き、移
動自在レンズを時刻t4における位置から合焦位置まで移
動させるために必要なパルス数PZを下記(6)式に従
い、演算手段101bを用いて求める(ステップ537)。 PZ=PX−(pR2−pR4) …(6) 新たな駆動量PZを減算カウンタ105にセットし(ステ
ップ537)、続いて、ステップ519〜537のステップを順
次サイクリックに行なう。又、ステップ519〜537の連続
処理の最中において、INT1或いはINT2の割り込み信号が
到来した場合は、合焦装置は既に説明したステップ503
或はステップ529のなかのいづれか適切な動作に移行す
る。 上述の如く求めた新たな駆動量PZは、初期に求めた駆
動量P0よりも、精度良く合焦を行ない得るものとなる。
さらに、このPZは、レンズ移動量変換係数が大きくない
ほうを採用して求められていることから、合焦位置より
も手前の合焦許容範囲内に移動自在レンズが達し易いと
云える。自動合焦カメラにおいて合焦を行なう際に、前
ピン及び後ピンの間を行き来したあげくに合焦許容範囲
となるような合焦は、撮影者に対し非常な不快感を与え
るが、参考例の如く合焦を行なうようにすれば、前ピン
又は後ピンのいずれか一方のピントズレの状態から合焦
が行なわれ易くなるから、そのような不快感を与えるこ
とが少ない。 尚、上述した参考例においては、K11なる係数とK13
る係数との大小比較を行なって、大きくない方の係数を
レンズ駆動量算出用の係数として用いた例で説明してい
るが、係数が変化する場合の駆動量を求める方法はこの
例に限られるものではなく他の方法であっても良い。 例えば、CCDの積分時間が非常に短い場合であってこ
の時間における係数の変化が直線的で、然も、時刻t3
おける係数K13の方が小さい場合には、駆動量算出のた
めに用いる係数Kimを、Kim=(K11+K13)/2から求めた
ものとしても良い。このように(K11+K13)/2に従い求
めた係数を用いてレンズ駆動量を求め、この駆動量に従
い合焦を行なわせた場合にも、参考例と同様な効果を得
ることが出来る。 **D0無効の場合の説明** コントラストが実質的にないような被写体や、ピント
が大きくずれているような場合に求めた非合焦量D0は、
ステップ505において無効であると判定されるが、この
ような場合のその後の処理を、この参考例においては、
以下に説明するように行なう。第7図(E)〜(G)は
その動作を示す流れ図である。 無効判定の場合、先ず、CCDの積分時間ITと、メモリ
手段101aに予め格納されている基準積分時間IST1とを比
較手段101cによって比較する(ステップ601,603)。 積分時間ITが基準積分時間IST1よりも長い場合は、次
いで、AFモータ95aを駆動するための電源電圧Vと、メ
モリ手段101aに予め格納させてある基準電圧値VSTとを
比較手段101cによって比較する(ステップ605,607)。
この処置をとる理由は、これから行なうレンズ駆動の条
件を決定する情報を得るためである。電源電圧が高い場
合に移動自在レンズを高速に駆動すると被写体からの光
をCCD91に撮像させる間に移動自在レンズ53が合焦位置
を通過してしまうという不都合が生じ易いが、上述のよ
うに電圧比較を行なう処置をとり、比較結果に応じてAF
モータ95aの駆動条件を考慮すれば、このような不都合
を回避できるようになる。 電源電圧Vが基準電圧VSTよりも高い場合は、移動自
在レンズ53の繰出し位置に対応するレンズ移動量変換係
数(先に説明したの動作例のように係数が一定であれ
ばその係数)をレンズROM57からCPU101に読み出し(ス
テップ609)、この係数Kimと、メモリ手段101aに予め格
納させてある基準係数KSTとを比較手段101cによって比
較する(ステップ611)。この処置をとる理由も、これ
から行なうレンズ駆動の条件を決定する情報を得るため
である。既に説明したように係数Kimは単位像面移動量
当りのパルス数を意味することから、この係数が小さい
場合には移動自在レンズが粗く駆動され合焦が良好にな
されないことが生じ易い。しかし、上述のように係数比
較を行なう処置をとり、この比較結果に応じてAFモータ
95aの駆動条件を考慮すれば、これを回避することが出
来る。 次に、係数Kimがある基準係数KSTよりも小さい場合に
は、補助投光が可能か否かの確認が行なわれる(ステッ
プ613)。補助投光が可能な場合、CCDの先の積分時間IT
と、先の基準積分時間IST1より長く設定されメモリ手段
101aに予め格納させた別の基準積分時間IST2とを比較手
段101cによって比較する(ステップ615)。この比較
は、被写体の明るさ(輝度)を判定する目安として行な
う。 積分時間IT新たな基準積分時間IST2よりも長い場合補
助投光モードを実行する(ステップ617,619)。 補助投光の被写体からの反射光をCCDで積分しこれに
基いて被写体に対する非合焦量D0を算出する(ステップ
621)。算出した非合焦量D0が有効なものであるか否か
を判定し(ステップ623)、有効であると判定された場
合にはステップ507からの処理を行なう。 又、ステップ623においてD0が無効であると判定され
た場合、又、ステップ603,607若しくはステップ611のい
ずれかにおいて「ノー」と判定された場合、CPU101はIN
T1及びINT2を共に許可し、又PCU93に対しAFモータ95aを
DC制御によって駆動させる旨の信号を出力する(ステッ
プ623)。このDC制御による駆動は、既に説明したステ
ップ517〜523の処理手順と同様に行ない、AFモータ95a
を駆動しながら非合焦量DXを求める(ステップ623〜62
9)。続いて、算出した非合焦量DXが有効なものか否か
をステップ505の方法と同様な方法で判定する(ステッ
プ631)。DXが有効である場合は、ステップ527からの処
理を行なう。 又、DXが無効である場合は、移動自在レンズが一方の
端点に達していないかどうかを判定し(ステップ63
3)、端点に達せず未だ繰出し(繰入れ)可能である場
合はステップ625〜631の処理を行なう。又、一方の端点
に達したと判定された場合は、AFモータを停止し、さら
に、その端点の検出が二度目であるか否かを判定する
(ステップ635,637)。この端点検出が一度目である場
合は、AFモータの回転方向を逆転させかつDC制御でモー
タ駆動を行ない(ステップ639)、さらに、ステップ625
からの処理を行なう。又、ステップ637において二度目
の端点であると検出された場合はステップ503からの処
理を行なう。 又、ステップ613において、補助投光が不可能である
と判定された場合、又、ステップ617においてIT≦IST2
であると判定された場合は、CPU101はINT1及びINT2を共
に許可し、又PCU93に対しAFモータ95aをPWM制御によっ
て駆動させる旨の信号を出力する(ステップ641)。こ
のPWM制御による駆動は、既に説明したステップ517〜52
3の処理手順と同様に行ない、AFモータ95aをPWM制御に
よって駆動しながら非合焦量DXを求める(ステップ641
〜647)。続いて、算出した非合焦量DXが有効なものか
否かをステップ505の方法と同様な方法で判定する(ス
テップ649)。DXが有効である場合は、ステップ527から
の処理を行なう。 Dxが無効である場合は、移動自在レンズ53が一方の端
点に達していないかどうかを判定し(ステップ651)、
端点に達せず未だ繰出し(繰入れ)可能である場合はス
テップ641〜649の処理を行なう。又、一方の端点に達し
たと判定された場合は、AFモータを停止し、さらに、そ
の端点の検出が二度目であるか否かを判定する(ステッ
プ653,655)。この端点検出が一度目である場合は、AF
モータの回転方向を逆転させかつPWM制御でモータ駆動
を行ない(ステップ657)、さらに、ステップ643からの
処理を行なう。又、ステップ655において二度目の端点
であると検出された場合はステップ503からの処理を行
なう。 第7図(E)〜(G)を用いて説明したステップ601
〜657の処理によれば、非合焦量が無効と判定されてこ
れを解消する際に、移動自在レンズの駆動条件をも考慮
しているので、非合焦量を有効とする処理のより一層の
向上が図れる。 *係数が変化する場合の実施例* 次に、係数値が変化する場合であって、駆動量Pは
(5)式を用いて求める場合の合焦装置の動作例につき
説明する。この場合は、レンズROM57には、レンズ繰出
し位置に応じた一次及び二次の係数K1m及びK2mをそれぞ
れ格納しておき、又、レンズROM57からは、レンズ繰出
し位置に対応する一次及び二次の係数がそれぞれ読み出
されることとなる。しかし、その動作は、係数が変化す
る場合の参考例におけるステップ511からステップ533
(第7図(A))までの処理が参考例と異ること以外
は、参考例と基本的に同様な処理で良いことから、以下
の説明は、相違する点についてのみ行なう。第9図は、
相違する部分の動作を示す流れ図である。 参考例のステップ507において、「イエス」の場合、
移動自在レンズ53の現在のレンズ繰出し位置に対応する
一次及び二次のレンズ移動量変換係数K1m及びK2mが、レ
ンズROM57からCPU101に読み込まれる(ステップ701)。
読み出された係数(K10及びK20と称することにする。)
及びステップ503で求めた非合焦量D0とに基きCPU101の
演算手段は(5)式に従いレンズ駆動量P0を求める。
又、この駆動量P0は減算カウンタ105にセットされる
(ステップ703)。 次に、駆動量P0と、CPU101のメモリ手段101aに予め格
納しておいたある基準パルス数PSTとを比較手段101cで
比較する(ステップ705)。ここで、P0≦PSTの場合は、
AFモータをPWM制御によって駆動すると共に、CPU101
は、割り込み信号INT1の到来を待つ(ステップ731,73
3)。INT1が到来した後は、第7図(C)のステップ543
〜547及び503の処理を実行する。 ステップ705においてP0>PSTと判定された場合CPU101
は、INT1及びINT2を共に許可すると共に、PCU93に対しD
C制御によってAFモータ95aを等速度で高速に回転させる
旨の信号を出力する(ステップ707)。又、INT1及びINT
2が許可状態にあることから、モータ駆動中においてもC
PU101は、INT1が到来した際には第7図(C)に示した
ステップ543〜547の動作をする。さらに、CPU101は、第
7図(D)に示した如く減算カウンタ105の値pRと、基
準パルス数PSTとを1msec毎に比較し、pR≦PSTとなった
とき、PWM制御によってAFモータ95aを駆動する旨の信号
をPCU93に対し出力する。 又、移動自在レンズが等速度運動中のある時刻t1にお
いて撮像部91のCCDの積分を開始する。又、時刻t1にお
ける減算カウンタ105の値pR1と、時刻t1における移動自
在レンズの繰出し位置に対応する一次及び二次のレンズ
駆動量変換係数(K11及びK21と称する。)とをCPU101の
メモリ手段101aに取り込む(ステップ709)。又、上述
のCCDに所定の光量を受光させ得る時間期間経過後の時
刻t3において、このCCDの積分を停止する。尚、移動自
在レンズ53は、(t3−t1)の時間期間においても移動し
続けているから、減算カウンタ105の値は、pR1からpR3
に減少すると共にレンズ繰出し位置も変化する。時刻t3
においてこの時の減算カウンタの値pR3と、時刻t3にお
けるレンズ繰出し位置に対応する一次及び二次のレンズ
移動量変換係数(K13及びK23と称する。)とをCPU101の
メモリ手段101aに取り込む。さらに(t3−t1)の時間期
間中のCCDのデータをPCU93に取り込む(ステップ71
1)。 次に、(t3−t1)の時間期間に撮像部91で得たデータ
に基いてデフォーカス量DXを求める。このDXは(t3
t1)の時間期間の中点つまり時刻t2における非合焦量と
云える。さらに、時刻t2における減算カウンタの値pR2
を、pR2=(pR1+pR3)/2に従い演算手段101bを用い求
める(ステップ713)。 次に、求めた非合焦量DXがレンズ駆動量を求めるため
のものとして有効か無効かをステップ505で行なったと
同様な方法で調べる(ステップ715)。DXが無効な場合
は、ステップ709からの処理を再び行なう。 又、ステップ715においてDXが有効であると判定され
た場合この実施例においては、求めたDXと、時刻t1にお
ける係数K11及びK21とを用いCPU101の演算手段によって
(5)式に従い第1のレンズ駆動量としてのレンズ駆動
量PX1を求める。さらに、求めたDXと、時刻t3における
係数K13及びK23とを用い(5)式に従い第2のレンズ駆
動量としてのレンズ駆動量PX3を求める(ステップ71
7)。続いて、CPUの比較手段101cを用いPX1と、PX3との
大小関係の比較を行ない、両者のうちの大きくないほう
のレンズ駆動量をPXとして採用する。(ステップ719,72
1,723)。 このPXから新たなレンズ駆動量PZを求めること等のこ
の後の処理は、参考例のステップ535(第6図(A))
からの処理に従う。 この実施例で求まる新たな駆動量PZは、駆動量を求め
る近似式が二次項まで考慮したものであることから、参
考例で求めたいずれのものよりも、移動自在レンズを合
焦位置により近い位置に移動させることが出来るものと
云える。又、この駆動量PZは、参考例と同様、前ピン後
ピンを行き来することなく一方のピントずれの状態から
合焦許容範囲内に移動自在レンズを移動させ易いと云え
る。このため、前ピン後ピンを行き来することで撮影者
に与える不快感の発生の防止に寄与する。 尚、上述した実施例の場合も、CCDの積分時間が非常
に短い場合であってこの時間における係数の変化が直線
的で、然も、時刻t3における駆動量PX3の方がPX1より小
さい場合には、駆動量算出のために用いる駆動量PXを、
PX=(PX1+PX3)/2から求めたものとしても良い。この
ようにして求めた係数を用いて駆動量を求め、この駆動
量に従い合焦を行なわせた場合にも実施例と同様な効果
を得ることが出来る。 又、撮影レンズによっては、レンズ繰出し位置が変化
しても二次の係数K2mは実質的に変らないようなものも
ある。このような場合には二次の係数はある共通な値と
し、一次の係数のみを異なる値としてPX1及びPX3を求め
るようにしても良い。 尚、この発明は上述の実施例に限定されるものではな
い。 例えば撮影レンズがズームレンズのような場合には、
ズーミングによってもレンズ移動量変換係数が変化する
ことを考慮し、(4)式又は(5)式のそれぞれの係数
をズーミングに応じ複数個レンズROMに格納する。そし
て、距離コード板と同じような構成であってズームリン
グの回動に応じコードが変更されるようなコード板をこ
のレンズ内に予め設けておき、このコードに応じ係数を
選択するような構成としても良い。又、あるズーミング
の位置において移動自在レンズが移動されるとこれによ
っても係数が変化するから、ズーミング位置毎にレンズ
繰出し位置変化に対応する複数の係数を用意するのが好
適である。 又、上述の実施例で説明した動作説明は単なる一例に
すぎず、この発明の目的の範囲内で種々の変更を行なう
ことが出来る。例えば、デフォーカス量の算出や合焦の
判定方法を他の好適な方法、合焦判定であればコントラ
スト検出法等とすることが出来る。 (発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の合焦
装置によれば、移動自在レンズが移動している際中に
も、移動自在レンズを合焦位置まで移動させるためのよ
り正確な新たな駆動量を求め、これに従い移動自在レン
ズを移動させることが出来る。しかも、レンズ駆動量を
求める近似式として、二次項以上の高次の項をも考慮し
た近似式を用いるので、より正確な新たな駆動量により
レンズを移動させることが出来る。 これがため、誤差を含む初期の駆動量を補正すること
が出来ると共に、移動自在レンズを停止させることなく
この補正が行なわれるから、短時間で精度の高い合焦を
行なうことが出来る。
【図面の簡単な説明】 第1図は、この発明の合焦装置を含むカメラを示すブロ
ック図、 第2図は、撮影レンズ内に組み込まれている部品の説明
図であり、特に距離コード板を主に示した概略的な平面
図、 第3図は、この発明に係るPCU及びCPUに備わる機能手段
を示すブロック図 第4図は、この発明の合焦装置の動作を示す流れ図であ
って、レンズ移動量変換係数が一定である場合の動作例
を示す流れ図、 第5図はデフォーカス量の有効・無効を判定する方法の
説明図、 第6図は、この発明の合焦装置の変形例の説明に供する
図、 第7図(A)〜(G)は、この発明の合焦装置の動作の
他の例を示す流れ図であって、レンズ移動量変換係数が
レンズ繰出し量の変化に伴い変化する場合の参考例を示
す流れ図、 第8図は、参考例における新たな駆動量PZを求める方法
の説明に供する図、 第9図は、この発明の合焦装置の動作を示す流れ図であ
って、レンズ移動量変換係数がレンズ繰出し量の変化に
伴い変化する場合の実施例の主要部の動作を示す流れ
図、 第10図は、この発明の合焦装置の作用を説明するための
図、 第11図は従来のカメラを示すブロック図である。 51……撮影レンズ、53……移動自在レンズ 54……レンズ系、55……駆動力伝達機構 55a……レンズ側クラッチ 55b……ギア、55c……ヘリコイドネジ 57……レンズROM、59……レンズ側電気接点群 61……距離コード板 81……カメラボデイ、91……撮像部 91a……基準用CCD、91b……参照用CCD 93……AF制御部(PCU) 95……駆動機構、95a……AFモータ 95b……ギア、95c……ボディ側クラッチ 95d……エンコーダ 101……中央制御装置(CPU) 103……ボディ側電気接点群 105……プリセッタブル減算カウンタ 107……タイマ。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.合焦用移動自在レンズと、前記合焦用レンズを等速
    度で移動させる駆動機構と、被写体に対する非合焦量を
    算出する手段と、前記非合焦量に基づいて前記駆動機構
    の前記合焦用レンズを合焦位置まで移動させる駆動量を
    求める手段と、前記駆動量に従って前記合焦用レンズが
    等速度で移動中に非合焦量及び合焦位置までの新たな駆
    動量を求める手段と、前記新たな駆動量から、該駆動量
    を求めるための時間期間中の前記合焦用レンズの駆動量
    を差し引く手段とを具える合焦装置において、 前記非合焦量をDとし、前記駆動量および前記新たな駆
    動量をそれぞれPとしたとき、前記新たな駆動量を求め
    る手段が、下記(1)式に従って当該駆動量を求める手
    段であること を特徴とする合焦装置(但し、Kiはレンズ移動量変換係
    数を示し、nは2以上の整数である。)。 2.前記係数Kiは、合焦用レンズの繰出し位置に応じて
    予め定めた適正な値に変化するものとし、前記新たな駆
    動量を求める際のKiを、合焦用レンズが等速度で移動中
    のレンズ繰出し位置変化から得られる複数個の値の中の
    一つのものとするか、又は、二個以上の値を演算したも
    のとすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    合焦装置。 3.前記係数Kiは、合焦用レンズの繰出し位置に応じて
    適正な値に変化するものとし、前記新たな駆動量を求め
    る手段を、以下の(a)および(b)の処理を含む処理
    を実行する手段とすることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の合焦装置。 (a)前記合焦用レンズを前記等速度で移動させている
    際に前記非合焦量を求めるための基準とした第1の時刻
    および第2の時刻それぞれでの前記合焦用レンズの前記
    位置における係数Kiを、前記(1)式にそれぞれ代入し
    て、第1のレンズ駆動量および第2のレンズ駆動量を求
    める処理。 (b)前記第1のレンズ駆動量および第2のレンズ駆動
    量の大小関係を比較し、小さい方のレンズ駆動量を前記
    新たな駆動量とする処理。
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