JPH01102412A - カメラの焦点調節装置 - Google Patents

カメラの焦点調節装置

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JPH01102412A
JPH01102412A JP62260661A JP26066187A JPH01102412A JP H01102412 A JPH01102412 A JP H01102412A JP 62260661 A JP62260661 A JP 62260661A JP 26066187 A JP26066187 A JP 26066187A JP H01102412 A JPH01102412 A JP H01102412A
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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】 A、産業上の利用分野 本発明は、被写体の合焦状態を検出し、合焦位置に撮影
レンズを移動させるカメラの自動焦点検出装置に関する
B、従来の技術 この種の焦点検出装置は、従来、例えば第5図に示すよ
うに構成されている。
第5図において、カメラ本体には、メインミラー1と、
ペンタプリズム2と、サブミラー3とが設けられ、撮影
レンズ4を通過してカメラ本体内に導かれた光束は、メ
インミラー1で反射されペンタプリズム2に導かれ、こ
れにより不図示の接眼部で被写体像がmsされる。また
、メインミラー1を透過した光束はサブミラー3で反射
された後、フィルム面とほぼ等価な位置におかれた一対
の電荷蓄積型イメージセンサ5に導かれ、このイメージ
センサ5により被写体像が受光される。イメージセンサ
5の蓄積時間は、イメージセンサ近傍に配置された照度
モニタ受光素子により検出された被写体の輝度に基づい
て決定され、蓄積時間制御回路15により実際の蓄積時
間が制御される。
イメージセンサ5は受光した被写体像に応じた電気信号
を像ずれ全演算回路6に出力し、像ずれ全演算回路6は
、この電気信号に基づいて撮影レンズ4の合焦位置から
のずれ量およびずれ方向を示すデフォーカス量りおよび
デフォーカス方向を演算する。ここで、撮影レンズ4の
移動量は、モータ7の回転量に応じた数のパルスを、出
力するエンコーダ8により検出される。このためデフォ
ーカス量りは、デフォーカスパルス変換演算回路9に入
力され、エンコーダ8のパルス数に変換される。
デフォーカス量りに対応したエンコーダ8のパルス数を
Nとすると。
N==GXLXyXKXD により求まる。ここで。
G:エンコーダ8〜撮影レンズ4までのギア比し:撮影
レンズ4の単位移動量当りの回転量(rev/am) γ:撮影レンズ4の移動量/像面移動量、すなわち、撮
影レンズ4のメカ的な移動量をフィルム面での像面移動
量に換算する係数(園飄/脂璽) K:エンコーダ軸1回転当りのエンコーダパルス数  
        (1/rev)D=ニブフォーカス 
    (、m)であり、このうちG、にはカメラ本体
固有の値として、L、γは撮影レンズ固有の値として駆
動データ発生回路10a、10bにそれぞれ予め格納さ
れている。
上式によりデフォーカス量りに対応したパルス数Nが求
まると、このパルス数は比較回路13を通って駆動制御
回路11に入力され、駆動回路12によりモータ7が駆
動される。この駆動力は歯車列50を介して撮影レンズ
4に伝達され、これにより撮影レンズ4が合焦位置に向
けて移動する。エンコーダ8はこの撮影レンズ4の移動
量に対応した数のパルスを比較回路13に出力する。
比較回路13は、エンコーダ8からのパルス数と。
デフォーカスパルス変換演算回路9からのパルス数Nと
を比較し、これらが一致すると、撮影レンズ4が所定量
駆動されたと判断し駆動制御回路11にモータ停止指令
を出力する。これにより駆動回路12によるモータ7の
駆動が停止される。
なお、以上の各回路の動作は、中央制御回路3゜により
制御される。
C0発明が解決しようとする問題点 上述の自動焦点検出装置による焦点検出方法として、撮
影レンズ4を駆動しながらイメージセンサ5の蓄積を行
なうオーバラップサーボ法が知られている0例えば、撮
影レンズ4の現在位置が、合焦位置より大きくズしてい
たりするとデフォーカス量りが求まらないことがあり、
この場合、電荷蓄積をしながら撮影レンズ4の駆動を行
ないデフォーカス量りを捕捉しようとする、いわゆるス
キャン動作を行なっている。
ところで、望遠撮影を行なうべく第5図に示すような倍
率β(β〉1)のリアコンバータ14を光軸に挿入した
場合、レンズ移動量に対応したパルス数N′は、 N’=GXLxγXKX (1/β”)XDで表わされ
、1パルス当りのフィルム面上の像面移動量は、リアコ
ンバータ14を挿入しない場合と比較してβ2倍となる
。すなわち、像面移動速度がβ2倍となる。このため、
被写体が暗いときにこのようなリアコンバータ付きカメ
ラで上述のスキャン動作を行なう場合、像面の移動速度
が速く、かつ被写体が暗いのでセンサの蓄積時間が長い
ため、蓄積中に合焦位置を通り過ぎて焦点検出ができな
いことがある。
本発明の目的は、所定条件下では撮影レンズの移動速度
を遅くし、どのような撮影条件下でも確実に焦点検出で
きるようにしたカメラの自動焦点検出装置を提供するこ
とにある。
D0問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第1図により説明すると、本発明
は、受光した被写体像に応じた電気信号を出力する一対
の電荷蓄積型イメージセンサ101と、この電気信号か
ら撮影レンズ103のデフォーカス量およびデフォーカ
ス方向を演算する焦点演算手段102と、演算されたデ
フォーカス量およびデフォーカス方向に基づいて撮影レ
ンズ103を合焦位置まで駆動する駆動制御手段104
とを備えたカメラの自動焦点検出−置に適用される。そ
して上述の問題点は、撮影レンズ103の駆動に伴うイ
メージセンサ101上における像面の移動速度を検出す
る像面移動速度検出手段105と、イメージセンサ10
1の電荷蓄積時間を制御する蓄積時間制御手段106と
、検出された像面移動速度と電荷蓄積時間とに基づいて
、デフォーカス量および方向が求まる正常状態か否かを
判別する判別手段とを107とを備え、この判別手段1
07により正常状態でないと判別されたときに、駆動制
御手段104により撮影レンズ103の駆動速度を減速
させることにより解決できる。
E0作用 判別手段107は、像面移動速度検出手段105により
検出された像面移動速度と、i積時間制御手段106か
らのイメージセンサ101の電荷蓄積時間とに基づいて
、デフォーカス量および方向が求まる正常状態か否かを
判別する。正常状態でないことが判別されると、駆動制
御手段104は、撮影レンズ103の駆動速度を減速さ
゛ せる。これにより、デフォーカス量および方向が演
算でき、撮影レンズ103を焦点位置まで導くことがで
きる。
F、実施例 第2図および第3図に基づいて本発明の一実施例を説明
する。なお、第5図と同様な箇所には同一の符号を付し
て説明を省略する。
(I)実施例の構成 第2図において、21は像面移動速度検出回路であり、
駆動データ発生回路10a、10bからの駆動データと
エンコーダ8からのモータ7の回転量に応じたパルス数
とから、撮影レンズ4の移動に伴うフィルム面上の像面
移動速度を後述するように演算する0判別回路22は、
演算された像面移動量と、蓄積時間制御回路15からの
イメージセンサ5の電荷蓄積時間とに基づいて、デフォ
ーカス量およびデフォーカス方向が求まる正常状態か否
かを判別し、その判別結果により駆動制御回路11を制
御する。これらの回路は中央制御回路30により制御さ
れる。
(II)実施例の構成と発明の構成の対比以上の実施例
において、像ずれ全潰算回路6゜デフォーカスパルス変
換演算回路9および駆動データ発生回路10a、10b
が焦点演算手段102を、モータ7、駆動制御回路11
.駆動回路12が駆動制御手段104を、*動データ発
生回路10a、10bおよび像面移動速度検出回路21
が像面移動速度検出手段105を、蓄積時間制御回路1
5が蓄積時間制御手段106を、判別回路22が判別手
段107をそれぞれ構成する。
(III)実施例の動作 第3図に基づいて焦点検出動作の処理手順を説明する。
第3図において、まずステップS1で蓄積時間制御回路
15を介してイメージセンサ5の電荷蓄積を開始する。
所定時間経過後、ステップS2でイメージセンサ5の出
力信号を読み込み、ステップS3で像ずれ量の演算を行
なう。すなわち、像ずれ全潰算回路6において、撮影レ
ンズ4の合焦位置からのずれ量およびずれ方向、すなわ
ちデフォーカス量およびデフォーカス方向を演算する。
次いでステップS4に進み、デフォーカスff1Dが求
まったか否かを判定する。肯定判定されると(正常状態
と判別されると)ステップS5で、デフォーカス量りに
対応したモータ7の回転数をエンコーダ8のパルス数N
に換算して求める。すなわち、デフォーカスパルス変換
演算回路7において、駆動データ発生回路10に格納さ
れた駆動データG、L、γlKt βを用いて、パルス
数Nを、により演算する。ここで、βはリアコンバータ
14の倍率である。
次いで、ステップS6で駆動制御回路11を介して駆動
回路12によりモータ7を駆動する。すなわち、パルス
数Nはまず比較回路13に入力されるが、当初はエンコ
ーダからのパルス数が零であり比較回路13はパルス数
Nを駆動制御回路11に出力し、これに基づいてモータ
7が回転を始める。モータ駆動力は歯車列50を介して
撮影レンズ4に伝達され、これにより撮影レンズ4が合
焦位置に向けて移動する。次にステップS7で撮影レン
ズ4の移動に伴うエンコーダ8の出力パルス数Npを読
み込み、ステップS8でこのNPと先に算出されたパル
ス数Nとを比較する。Np=Nであれば、撮影レンズ光
学系4が合焦位置まで移動したと判断してステップS9
でモータ7を停止させ、N p * Nであればステッ
プS7に戻り、ステップS8でNP=Nが判定されるま
でステップ87.S8の処理を繰り返し、その後ステッ
プS9に進む。以上の手順により撮影レンズ4が合焦位
置まで移動する。
一方、デフォーカス量りが検出されずステップS4が否
定されると(正常状態でないと判別されると)、いわゆ
るスキャン動作に入り、ステップS10で再びイメージ
センサ5の電荷蓄積を開始するとともに、ステップS1
1でモータ7を駆動させて撮影レンズ4を駆動する。次
いでステップS12で、単位時間当りのエンコーダ8の
出力パルス数ΔNpを読み取り、このΔNPからステッ
プS13で像面移動速度ΔDを求める。すなわち、像面
移動速度演算回路21において、駆動データ発生回路1
0a、10bからの駆動データを用いて像面移動速度Δ
Dを、 により演算する。
次に、ステップ514に進み、求められた像面移動速度
ΔDと予め設定された像面移動速度の速度基準値りにと
を比較する。ΔD>DにであればステップS15に進み
、ΔD S D tであればステップS18でイメージ
センサ5の電荷蓄積動作を終了させ、ステップS2に戻
る。ステップS15では、蓄積時間制御回路15から得
られたイメージセンサ5の蓄積時間Tと予め設定された
蓄積時間の基準値Tにとを比較する。T>Tcであれば
ステップS16に進み、T≦TKであればステップS1
8を経由してステップS2に戻る。ステップS16では
駆動制御回路11を介して駆動回路12によりモータ7
の駆動速度を減速させステップ818を経由してステッ
プS2に戻る。これにより撮影レンズ4の移動速度が減
速する。この場合、モータへの印加電圧を減少したり、
パルス通電を行なうことによりモータを減速することが
できる。
以上の手順によれば、撮影レンズ4の移動に伴うイメー
ジセンサ5上の像面移動速度が所定値より早く、かつイ
メージセンサ5の電荷蓄積時間が所定値より長い場合に
は、撮影レンズ4の移動速度が減少し、これによりテレ
コンバータや望遠系レンズ装着時のように、イメージセ
ンサ上での像面移動速度が早い場合でかつ低輝度時であ
っても、確実にデフォーカス量およびその方向を演算で
き、撮影レンズ4を合焦位置に導くことが可能となる。
(mV)他の実施例 また、第4図に示すように、像面移動速度の基準値りに
をイメージセンサ5の電荷蓄積時間Tの関数として求め
、この基準値DKと像面移動速度ΔDとを比較して正常
状態か否か、換言するとモータの駆動速度を減速させる
か否かを判定してもよい。
第4図において、ステップS13で像面移動速度ΔDを
演算した後、ステップS21で像面移動速度の基準値り
にをイメージセンサ5の電荷蓄積時間Tの関数として求
める。すなりち、被写体輝度の高低により電荷蓄積時間
Tが長いほど基準値りにが小さくなるようにする。ステ
ップS22では、このようにして求められた像面移動速
度の速度基準値DKと像面移動速度ΔDとを比較し、Δ
D>DKであればステップS16でモータ7の駆動速度
を減少させる。
以上の処理手順によれば、像面移動速度がイメージセン
サ5の電荷蓄積時間Tに依存した速度基準値よりも早い
場合には、撮影レンズ4の移動速度が減少し、先の実施
例と同様、確実な焦点検出が可能となる。
なお、ステップS21において、像面移動速度の速度基
準値DKが電荷蓄積時間Tの関数で表現できない場合に
は、予め上述の条件を満足するような電荷蓄積時間Tに
対応する像面移動速度の速度基準値りにを実験値として
求めてテーブルに格納しておき、ステップS22でこの
テーブルを参照することにより、速度基準値りにと演算
された実際の像面移動速度ΔDとを比較するようにして
もよい。
G0発明の効果 本発明によれば、デフォーカス量および方向が求まる正
常状態であるか否かを判別し、正常状態でないことが判
別されると撮影レンズの駆動速度を減速させるようにし
たので、例えばリアコンバータ装着時のようにイメージ
センサ上の像面移動速度が速くかつ被写体が低輝度であ
っても、確実にデフォーカス量およびその方向を演算で
き、撮゛影レンズを合焦位置まで導くことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はクレーム対応図である。 第2図および第3図は本発明の一実施例を示し、第2図
は焦点自動検出装置のブロック図、第3図は焦点検出の
処理手順例を示す図、第4図は他の処理手順例を示す図
である。 第5図は従来の焦点自動検出装置のブロック図、である
。 4:撮影レンズ   5:イメージセンサ6:像ずれ全
潰算回路 7:モータ     8:エンコーダ 9:デフォーカスパルス変換演算回路 10a、10b:駆動データ発生回路 11:駆動制御回路 12:駆動回路 15:蓄積時間制御回路 21:像面移動速度検出回路 22:判別回路 101:イメージセンサ 102:焦点検出手段 103:撮影レンズ 104:駆動制御手段 1o5:像面移動速度検出手段 106:蓄積時間制御手段 107:判別手段 特許出願人  日本光学工業株式会社 代理人弁理士   永 井 冬 紀 唾 刀l景ルンλ′1トー+−−hカヌクネ4本書 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)受光した被写体像に応じた電気信号を出力する一対
    の電荷蓄積型イメージセンサと、 前記電気信号から撮影レンズのデフォーカス量およびデ
    フォーカス方向を演算する焦点演算手段と、 前記演算されたデフォーカス量およびデフォーカス方向
    に基づいて前記撮影レンズを合焦位置まで駆動する駆動
    制御手段とを備えたカメラの自動焦点検出装置において
    、 前記撮影レンズの駆動に伴う前記イメージセンサ上にお
    ける像面の移動速度を検出する像面移動速度検出手段と
    、 前記イメージセンサの電荷蓄積時間を制御する蓄積時間
    制御手段と、 前記検出された像面移動速度と前記電荷蓄積時間とに基
    づいて、前記デフォーカス量および方向が求まる正常状
    態か否かを判別する判別手段とを備え、 この判別手段により正常状態でないと判別されると、前
    記駆動制御手段は、前記撮影レンズの駆動速度を減速さ
    せるようにしたことを特徴とするカメラの自動焦点検出
    装置。 2)特許請求の範囲第1項に記載のカメラの自動焦点検
    出装置において、前記判別手段は、前記像面移動速度が
    予め設定された所定値より速いか否かを判別するととも
    に、前記電荷蓄積時間が予め設定された所定値より長い
    か否かを判別することにより前記正常状態を判別するこ
    とを特徴とするカメラの自動焦点検出装置。 3)特許請求の範囲第1項に記載のカメラの自動焦点検
    出装置において、前記判別手段は、前記電荷蓄積時間が
    長いほど遅い値を示す速度基準値と前記像面移動速度と
    を比較して前記正常状態を判別することを特徴とするカ
    メラの自動焦点検出装置。
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US7747159B2 (en) 2007-02-09 2010-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Focusing device and image-capturing device provided with the same

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