JP3070624B2 - 自動焦点検出装置 - Google Patents

自動焦点検出装置

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    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G02B7/346—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using horizontal and vertical areas in the pupil plane, i.e. wide area autofocusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02—Viewfinders
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動焦点検出装置に関
し、特に撮影範囲中において多数の測距点を有し、これ
らのうちから任意の測距点を選択し、測距するようにし
た写真用カメラやビデオカメラ等に好適な自動焦点検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より撮影範囲中に複数の測距点を有
し、これより任意の測距点を選択して焦点検出を行なう
ようにした複数測距方式の自動焦点検出装置が種々と提
案されている。
【０００３】例えばレンジファインダー方式の能動型の
自動焦点検出装置（アクティブＡＦ）を用いたカメラで
は赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）からの投光ビームを
３本〜５本程度持ち各々の投光ビームに基づいて被写体
距離を測距している。そしてその複数個の測距の結果を
比較分析して撮影者が意図する被写体と思われる最も高
い確からしさで推定される１つの測距点を選択抽出して
いる。そしてその１個の測距点の距離情報に基づいて撮
影レンズの焦点合わせを行なっている。
【０００４】この種の機能によると被写体の位置が画面
内のどこにあっても自動焦点調整されるので撮影者は作
画、構図に専念できるという利点がある。
【０００５】一般に単一の測距点方式の自動焦点検出装
置では測距枠に被写体を入れないと自動焦点調整されな
いという欠点があった。
【０００６】これに対して複数測距方式の自動焦点検出
装置ではＡＦロック等の撮影技法を修得しなくても自由
な作画が可能となる利点がある。
【０００７】このような複数測距方式を一眼レフカメラ
等の、より高度なカメラに同様に適用したものが種々と
提案されている。このうち被写体の自然光を利用する受
動方式（パッシブ方式）を用いた自動焦点検出装置では
複数の測距点での測距を行ない、この複数点の測距結果
から撮影者の意志する１つの測距点を推定して選択して
いる。そしてその測距情報に基づいて撮影レンズのピン
ト状態を制御している。
【０００８】このような自動焦点検出装置を本出願人は
例えば特開平１−２８８８１０号公報や特開平１−２８
８８１３号公報で提案している。特開平１−２８８８１
０号公報では複数の測距点を配置する光学系と複数のセ
ンサーを適切に配置した構成の自動焦点検出装置を開示
している。又特開平１−２８８８１３号公報では複数の
測距点の測距結果から１個の測距点を適切に抽出する方
法を示した自動焦点検出装置を開示している。
【０００９】一方、一眼レフカメラ等では撮影者が高度
の撮影技法により意志通りの作画を追求する使われ方も
多い。このような場合には測距点の選択をカメラに内蔵
された自動手段に頼るより撮影者自身が何らかの意志入
力手段を介して直接に制御するのが好ましい。
【００１０】例えばカメラを三脚に固定して操作する場
合にはＡＦロックの技法は使えないので撮影者の意志に
よる測距点制御は極めて有用である。又主要被写体より
近くに障害物があるような構図でも自動的に両者の判別
をすることは難しいので撮影者の意志の入力による選択
が好ましい。本出願人はこのような意志入力手段や確認
表示の方法等を有したカメラを、例えば特願平２−２６
０８３９号で提案している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】複数個の測距点の距離
情報から実際に撮影レンズの制御に用いる１個の（若し
くは少数個の）測距点を選択する方法には上述したよう
に２通りの方法がある。一方は自動選択法であり、他は
撮影者の意志入力に基づく意志選択法である。一台のカ
メラに上記２通りの選択方法に基づく２つの選択手段を
併設し、撮影モードにより切換えるという構成の場合に
は以下に述べる問題点がある。
【００１２】一般に自動選択法においては測距点の配置
はできる限り稠密であることが望ましい。この使い方で
は撮影者が測距点配置に配慮せずに作画できることを目
的とするので、測距点の配置密度が低いと被写体が測距
点にはいる保障がない。又測距点位置の表示を設けない
ことも多い。
【００１３】この為、測距点配置があまり粗であると、
被写体を測距できない確率が著しく高くなってくる。被
写体の種類や距離、そして撮影レンズの交換やズーミン
グ等様々に異なる条件下で被写体を逃がすことなく正し
く測距するためには稠密に可能ならば準連続的に測距点
が配置分布していることが望ましい。
【００１４】一方、撮影者の意志により測距点を選択す
る意志選択法を用いる場合には相当程度、離れた離散的
な測距点分布が望ましい。これは各測距点が撮影者の構
図上異なる意味を持つ程度に離れていないと独立に測距
点を選択する意味がなくなり、それ以上に稠密に配置さ
れると却って測距点を選択する操作が煩わしくなってく
る。
【００１５】又、意志入力による選択では撮影者自身が
入力したい位置を何らかの表示手段で望ましくはファイ
ンダー内表示で確認できることが必要である。このとき
あまりに密度の高い測距点配置は表示の見易さを損な
う。又表示を高い輝度に維持する設計も難しくなる。種
々と検討した結果によると３５ｍｍフィルムの場合には
横方向に５〜６ミリに１つの測距点を有する程度の密
度、測距点の数にして３〜５個程度あれば機能的に十分
である。又、縦方向には３点程度でもよい。
【００１６】上記のように測距点の選択方法により望ま
しい測距点配置が異なってくる。このため一台のカメラ
の中でこの両者の測距点の選択方法に基づいてどのよう
に測距点を選択するかが大きな課題となっている。
【００１７】本発明は複数の測距点から任意の測距点を
選択する際、自動選択法と意志選択法による測距点の選
択方法を適切に行なうことにより、双方の選択法におい
て良好なる自動焦点の検出を可能とした自動焦点検出装
置の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の自動焦点検出装
置では、撮影系によって形成された撮影範囲内の被写体
像に関する距離情報を複数の測距点で検出する焦点検出
手段と、該複数の測距点のうちから任意の測距点を自動
的に選択する自動選択手段と、該複数の測距点のうちか
ら撮影者の意志入力に基づいて任意の測距点を選択する
任意選択手段とを有し、該自動選択手段が選択対象とす
る測距点群と、該任意選択手段が選択対象とする測距点
群とが互いに異なっていることを特徴としている。
【００１９】この他本発明では、前記任意選択手段が選
択対象とする測距点群は前記自動選択手段が選択対象と
する測距点群の一部であることや、前記任意選択手段が
選択した測距点に関する位置情報を表示する表示手段を
設けたことや、前記任意選択手段が選択した測距点に関
する位置情報を表示する表示手段を設けたことや、前記
任意選択手段が選択対象とする測距点群は前記自動選択
手段が選択対象とする測距点群よりも測距点の数が少な
いこと，等を特徴としている。この他、本発明のカメラ
は前述の構成要件のいずれか１項の自動焦点検出装置を
有することを特徴としている。
【００２０】
【実施例】図１は本発明を一眼レフカメラに適用したと
きの実施例１の要部概略図、図２は図１の一部分の拡大
斜視図である。
【００２１】図中、４０は接眼レンズ、９４は光学ブロ
ックでその内部には可視光透過で、赤外光に対して半透
過のダイクロイックミラー９５が斜設されており、光路
分割器を兼ねている。４１は受光レンズ、９３はミラ
ー、４４は受光素子列である。受光レンズ４１と光電素
子列４４は受光手段の一要素を構成している。光電素子
列４４は通常は図面垂直方向に１次元的に複数の光電素
子が並んだデバイスを使うが、必要に応じて２次元に光
電素子が並んだデバイスを使用する。
【００２２】４３は光源で例えば赤外用発光ダイオード
から成っている。９１は投光レンズ、３７はピント板で
あり、その内部には光分割面９２が斜設されている。光
分割面９２はハーフミラー又はダイクロイックミラーか
ら成っている。
【００２３】同図においては光源４３からの赤外光は投
光レンズ９１で集光され、ピント板３７内に導入され、
光分割面９２で反射し、ペンタプリズム３８を介して接
眼レンズ４０に入射する。接眼レンズ４０に入射し射出
した赤外光はダイクロイックミラー９５を通過し、アイ
ポイントＥ近傍に位置する観察者（撮影者）の眼球４５
を照明する。又眼球４５で反射した赤外光はダイクロイ
ックミラー９５で反射され受光レンズ４１によって収斂
しながらミラー９３で反射し光電素子列４４上に例えば
眼球からの反射に基づくプルキンエ像等を形成する。
【００２４】演算手段１０１は光電素子列４４からの信
号を用いて撮影者の眼球４５の視線方向を求めると共に
ファインダー視野内における注視方向及び注視点に相当
する測距点を求めている。このときの視線方向に相当す
る測距点を意志選択法による測距点としている。
【００２５】本実施例における視線検出方法は例えば本
出願人の先の提案による特開平１−２４１５１１号公報
や特開平１−２７４７３６号公報等に詳述されている
為、又本発明の要旨でないので詳細は割愛する。
【００２６】本実施例において前述の各要素４０，４
１，４３，４４，９１，９４，１０１は撮影者の意志に
基づいて測距点を選択する任意選択手段の一要素を構成
している。３１は撮影系（撮影レンズともいう。）、３
２はクイックリターンミラー、３３はサブミラーでクイ
ックリターンミラー３２に固設されている。３４は感光
面（像面）、３５はシャッターである。３６ａは焦点検
出手段であり、ファインダー視野内の複数の位置（領
域）の合焦状態を検出する所謂複数点測距検出機能と共
に複数の測距点のうちから任意の測距点を選択する自動
選択手段としての機能も有している。
【００２７】１０２は選択手段であり、視線検出手段の
一要素である演算手段１０１で求めた注視方向に関する
信号に基づいて焦点検出手段３６ａから送出されてくる
複数の測距領域に基づく複数の焦点検出信号（合焦信
号）のうちから１つの焦点検出信号（合焦信号）を選択
している。
【００２８】１０３は調節手段であり、選択手段１０２
からの焦点検出信号に基づいて撮影系３１のフォーカス
部（不図示）を駆動させて合焦状態を調整している。
【００２９】尚、本実施例における焦点検出手段３６ａ
の焦点検出方法は本発明の要旨ではなく、公知の技術を
適用しているので、次にその概略のみを図２を用いて説
明することにする。
【００３０】図２において予定焦点面近傍における画面
フレーム１４１に便宜上５個の測距視野１４２ａ，１４
２ｂ，‥‥，１４２ｅ（後述する実施例では５個以上設
けた場合を示している。）があり、各視野に対し公知の
焦点検出系一系列が構成されている。例えば同図で左端
の測距視野１４２ａの矩形の視野マスク開口を通過した
結像光束は一体成形された複合フィールドレンズ１４３
の左端部レンズにより偏向され一対の２次結像レンズ１
４４ａ1 ，１４４ａ2 に入射する。
【００３１】２次結像レンズ１４４ａ1 ，１４４ａ2 の
前面には、不図示の絞りが置かれている。２次結像レン
ズ１４４ａ1 を通過した光束は光電素子（以下、光電変
換素子をこのように表記する）列１４５ａ1 上に視野１
４２ａの光像を再結像する。一方、２次結像レンズ１４
４ａ2 を通過した光束は、光電素子列１４５ａ2 上に視
野１４２ａの光像を再結像する。先述した２次結像レン
ズ近傍の不図示の絞りはフィールドレンズにより撮影レ
ンズの射出瞳に略結像される結果、上記光学系により、
所謂瞳分割焦点検出装置が構成されている。これを５個
符設し、一体製造可能な部材を構造的に一体化して構成
している。
【００３２】このような焦点検出装置の概念は公知の技
術であり、同図は該技術を複数並設したものである。光
電素子列の出力信号から撮影レンズ３１のデフォーカス
を演算し、判定する方法も公知の技術を用いている。
【００３３】次に本実施例における測距点の自動選択法
と意志選択法の特徴について説明する。
【００３４】図３は本発明に係る撮影レンズにより形成
される撮影範囲内の複数の測距点（１〜１１）を示す説
明図である。
【００３５】本実施例においては画面Ｇの長手方向に計
１１個の測距点１〜１１を配列した場合を示している。
このような複数の測距点の配列は例えば図２に示す方法
と同様に行なっている。各測距点の測距視野（１〜１
１）は画面Ｇの短辺方向に長く伸びた形をしているが、
これは本発明の要件とは特に関係はない。本実施例にお
いて自動選択手段により複数の測距点（１〜１１）から
任意の測距点を選択する方法は図４のフローチャートに
示す制御アルゴリズムで行なっている。
【００３６】次に図４のフローチャートについて説明す
る。
【００３７】まずステップ（００１）をスイッチ１のオ
ン状態を検出すると自動焦点検出（ＡＦ）シーケンスが
開始し、ますステップ（００２）にて全測距点１１個に
対応する蓄積型アレーセンサーの蓄積動作を開始する。
ステップ（００３）の蓄積動作中に各アレーセンサーの
蓄積電荷量を別に設けたモニター手段でモニターし所定
の蓄積量に達したアレーセンサーがあればその位置とと
もに蓄積の終了を示す信号がステップ（００４）で出力
される。
【００３８】次いでその蓄積終了したアレーセンサーの
信号を読み出し接続された演算装置により自動焦点検出
演算（測距演算）を行ない、その結果をメモリーにスト
アする。この間残りのアレーセンサーは電荷蓄積中であ
るか、または蓄積終了して終了信号を出力し待機状態に
ある。ステップ（００６）にて全測距点の計測を完了し
たか否かをチェックし未完であればステップ（００４）
に戻る。完了していればステップ（００７）にてメモリ
ーにストアされた全測距情報から主被写体を自動的に推
定し、その結果に基づきステップ（００８）においてピ
ント合わせのためのレンズ駆動を行なう。
【００３９】一方、任意選択手段により撮影者の意志で
測距点を選択する任意選択モードのときは自動選択法と
は異なった測距点群を対象としている。本実施例では全
測距点群ではなく、その一部の複数の測距点群のみを選
択対象としている。例えば図３において測距点１，３，
６，９，１１の５点のみを選択対象とする。これにより
撮影者の意志入力時の繁雑さを避け、しかも実用上充分
な選択の幅を持つようにしている。意志入力の方法は種
々公知の方法が適用可能である。例えば電子ダイヤルに
よる方法、ジョイスティック、トラックボールによる方
法等が適用可能である。
【００４０】図５は本実施例の構成において適切なファ
インダー視野内の表示の一実施例である。撮影画面Ｇ中
に自動選択モードに対応して大きな測距枠Ａを設け、又
任意選択モードに対応して５個の十字線状の測距マーク
１´，３´，６´，９´，１１´を配している。これ以
上の数の稠密な測距点の配置は表示の見易さの点からも
害が大きくなり好ましくない。任意選択手段を用いると
きには撮影者がどの測距点を選んだか確認できる表示が
必要である。このときの表示はファインダー視野内外ど
ちらでも良いが、ファインダー視野内に表示した方が被
写体を見ながら操作できるので望ましい。このときの表
示方法としては例えば図５のパターンをピント板上に形
成し、５個の測距マークの内、選ばれた１個のみを選択
的に照明して明るく浮き上らせる方法等が適用可能であ
る。
【００４１】又、ピント板上にあらかじめパターンを形
成せず、選択された測距点の位置にマークを結像投影さ
せて表示する方法等も適用可能である。
【００４２】任意選択手段を用いるときの制御方法は最
も単純には選択された測距点のみで測距し、ピント合わ
せする。しかし被写体が小さく撮影者の手ブレが大きい
ときはしばしば測距点から被写体がはずれて動作が安定
しない。このような場合には選択された測距点とその両
隣接測距点とを用い、その結果を選択し合成する等のア
ルゴリズムを用いれば安定した動作が得られるので好ま
しい。例えば選択点３に対し両側の点２，４を援用す
る。もちろん撮影者からはこのような内部的保障制御は
見えないので撮影者の選択した測距点で制御されている
ように見え操作性は単純で使い易くなるので好ましい。
【００４３】図６，図７は本発明において自動選択モー
ドと任意選択モードを用いたときの撮影範囲中の複数の
測距点を示す他の実施例の説明図である。図６の自動選
択手段を用いるときは測距用のセンサーを２次元的に配
置する等して準連続的に面的な広がりの測距点配置を構
成している。
【００４４】同図では測距点１１１〜１５７の全体とし
て７×５構成の計３５を測距点とした場合を図示した
が、例えば公知のセパレータツインレンズのを用いた自
動焦点検出光学系に現在の技術で容易に製造できる２次
元アレーセンサーを組み合わせて事実上連続的に１０3
〜１０4 個の独立した測距点を構成するようにしても良
い。
【００４５】このような広範囲の測距点の配置にあって
はファインダー視野中に測距枠を示すことは必ずしも重
要でなく測距枠表示はしなくても良い。任意選択モード
において用いられる限定された測距点については任意の
確認を可能とする何らかの表示手段が設けられることが
望ましい。図７は本実施例の任意選択モードを用いたと
きの測距点群を示している。図示のように選択対象とな
る測距点数を減らすことにより各測距点位置の作画上の
差異が明確になり、かつ選びやすく表示的にも見易くし
ている。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば撮影範囲内のうち複数の
測距点で自動焦点検出を行なう際、前述の如く自動選択
手段による測距点群と任意選択手段による測距点群とを
互いに異なる集合群とし、特に任意選択モードのときの
測距点数を少なくすることにより自動選択モードと任意
選択モードの双方において最適の性能と操作性を有した
焦点検出が可能な自動焦点検出装置を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を一眼レフカメラに適用したときの実
施例の要部概略図
【図２】 図１の一部分の拡大斜視図
【図３】 本発明において撮影範囲内の複数の測距点を
示す説明図
【図４】 本発明において複数の測距点から任意の測距
点を選択するフローチャート
【図５】 本発明において撮影範囲内の複数の測距点を
示す説明図
【図６】 本発明において撮影範囲内の複数の測距点を
示す説明図
【図７】 本発明において撮影範囲内の複数の測距点を
示す説明図
【符号の説明】
３１ 撮影レンズ ３２ クイックリターンミラー ３４ａ 感光面 ３６ａ 焦点検出手段 ４０ 接眼レンズ ４５ 眼球 １０１ 演算手段 １０２ 選択手段 １０３ 調整手段 Ｇ 撮影画面 １〜１１ 測距点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮影系によって形成された撮影範囲内の
    被写体像に関する距離情報を複数の測距点で検出する焦
    点検出手段と、該複数の測距点のうちから任意の測距点
    を自動的に選択する自動選択手段と、該複数の測距点の
    うちから撮影者の意志入力に基づいて任意の測距点を選
    択する任意選択手段とを有し、該自動選択手段が選択対
    象とする測距点群と、該任意選択手段が選択対象とする
    測距点群とが互いに異なっていることを特徴とする自動
    焦点検出装置。
  2. 【請求項２】 前記任意選択手段が選択対象とする測距
    点群は前記自動選択手段が選択対象とする測距点群の一
    部であることを特徴とする請求項１の自動焦点検出装
    置。
  3. 【請求項３】 前記任意選択手段が選択した測距点に関
    する位置情報を表示する表示手段を設けたことを特徴と
    する請求項１の自動焦点検出装置。
  4. 【請求項４】 前記任意選択手段が選択対象とする測距
    点群は前記自動選択手段が選択対象とする測距点群より
    も測距点の数が少ないことを特徴とする請求項１の自動
    焦点検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項の自動焦点
    検出装置を有することを特徴とするカメラ。
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