JPH021286B2

JPH021286B2 -

Info

Publication number: JPH021286B2
Application number: JP57213716A
Authority: JP
Inventors: Akira Akashi; Masanori Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1990-01-11
Also published as: US4617459A; JPS59102204A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はセンサーにて被写体像を受け、該セン
サーの像信号に基づいて、焦合度（合焦点からの
ズレ状態やフオーカス方向）を演算しレンズを演
算結果に基づいて合焦位置まで駆動して自動的焦
点合わせを行なう焦点自動調節装置に関する。

理想的な焦点自動調節装置ではセンサから得ら
れた像信号に基づいて、いかなる条件下の焦合度
をも演算し得るものが望ましいが、実際には不焦
合度が著しく大きい場合や、被写体のコントラス
トが低い場合（以下低コンと称す。）や被写体の
輝度が低い場合（以下低輝度と称す。）には焦合
度の演算が不能になることがある。そのような問
題点を解決するために、焦合度演算不能の時は、
レンズを一定量移動させて、その位置での焦合度
演算を行い、それでも演算不能ならば、またレン
ズを一定量移動させて演算するということをくり
返して、合焦位置を探索（サーチ）する機構が提
案されている。しかしながら、低輝度による焦合
度演算不能の場合は、基本的に焦合度を求めるこ
とは出来ず、レンズの位置を上記の如く一定量移
動させても焦合度を検知することは出来ず、上記
従来装置による探索機構による効果はあまり期待
できず、時間と電力の無駄になることが多かつ
た。

本発明の目的は上記従来装置の問題点を解決す
るために、被写体輝度を演算する回路を設け、そ
の値がある一定値以下の場合にはサーチ動作を行
わないようにすることによつて、消費電力の少な
く、時間の浪費の少ない焦点自動調節装置を提案
せんとするものである。

尚、以下焦合度検出不能時における演算結果と
は無関係のレンズの一定量の移動動作をサーチ動
作と称する。

第１図は本発明に係る焦点自動調節装置システ
ムの一実施例を示すブロツク図である。

まず、該ブロツク図の構成及び動作を説明す
る。１は光路上の焦点面位置に置かれた蓄積型自
己走査素子（CCD）センサで、該センサ１は補
助光制御回路５３からの信号によつて像信号の蓄
積を開始する。そして、蓄積量がある一定量に達
すると、像信号をシリアルに焦合度演算回路２へ
転送する。図中の破線はシリアルな像信号を意味
する。焦合度演算回路２はセンサ１から転送され
た像信号を用いて、いわゆる前ピン、合焦、後ピ
ンを判定し、同時に定量的な不焦合量を算出し
て、それらの測距情報をモータ制御回路５１へ与
える（尚上記一連の測距情報を求める動作を測距
動作と称する。）。モータ制御回路５１は与えられ
た測距情報に基づいてモータ１０の駆動制御を行
い、不図示のレンズをピントが合うような適正位
置へ移動させる。

以後上述した一連の動作（測距及びレンズ駆動
動作）をくり返し、たとえ被写体が移動した場合
でも常に合焦になるようにレンズを被写体移動に
追従させ調節し、常に合焦状態を保証する。

上述の動作は焦合度の検知が可能な場合の動作
であるが、測距に際し、レンズが合焦点から遠く
離れた位置にある時にはセンサーの結像状態が所
謂大ボケ状態となつたり、被写体のコントラスト
が低く過ぎたり（低コン）するため、この状態に
おけるセンサー出力に基づく焦合度演算回路２に
よる焦合度演算結果は正確度が著しく低い状態、
いわゆる測距不能状態になる。この様な測距不能
状態、即ちレンズが合焦点から遠く離れて測距不
能範囲にある場合にあつては、上述の動作に代わ
り、モータ制御回路５１は適当にモータを駆動
し、レンズを一定量移動させ、その位置で再び測
距を行い、それでも測距不能状態ならばまたレン
ズを一定量動かし測距するという動作、所謂サー
チ動作をくり返し実行する。よつて、大ボケや低
コン状態にあつてもサーチ動作にてレンズが一定
量づつ移動し、レンズが合焦点近接位置へ移行す
る。従つて上記サーチ動作により測距不能範囲か
ら測距可能範囲へ移行し、測距可能範囲へ移行し
た後は、上記の動作にてレンズは測距結果に基づ
いて移動し、自動的に合焦状態となる。上記測距
不能状態はレンズが合焦点から遠く離れた位置
（測距不能範囲）に位置する場合ばかりでなく、
被写体輝度が低下（低輝度）した時においても生
じるものであるが、この場合上記サーチ動作によ
つてレンズを一定量づつ移動させても輝度が高く
ならないかぎり決して測距可能状態へ移行しな
い。従つて、本発明では低輝度時にはこれを輝度
検出回路３にて検知して、低輝度信号をモータ制
御回路５１へ伝え、低輝度下ではモーター１０を
不作動状態とする。これよつて、本質的に測距不
能な状態、即ち、低輝度下にあつてはモーター駆
動が禁止され、無駄な電力消費が防止される。
尚、この時、上記測距動作は繰り返えし実行され
ており、被写体輝度が変化し高くなつた時には上
記モーター駆動の禁止が解かれ、測距結果に応じ
てレンズが駆動され、上述の動作にて自動的に合
焦状態へ移行する。

第２図は本発明に係る焦点装置の一実施例を示
す回路図で、図において１は蓄積型自己走査素子
（CCDライン・センサ）で不図示の撮影レンズ光
路上の焦点面に等価な位置に置かれており、信号
Ａがハイ・レベル（以下“Ｈ”と略記する）の
時、電荷の蓄積を開始し、蓄積量が適当なレベル
に達した時点で、像信号をＢの出力からシリアル
に出力する。図中の破線はシリアル信号を表わし
ている。焦合度演算回路２はセンサ１から送られ
たシリアルの像信号に基づき焦合度を演算し、そ
の結果いわゆる前ピンならば出力NFを“Ｈ”に
し、合焦ならば出力JFを“Ｈ”にし、後ピンな
らば出力FFを“Ｈ”にする。又、不焦合量が大
き過ぎる等の原因によつて焦合状態を判定できな
い時は、総てロウレベル（以下“Ｌ”と略記す
る）にする。５はLED等の表示装置である。尚、
２の回路は同時に定量的な不焦合度も演算し、Ｃ
の出力に不焦合量、即ち、合焦位置までのレベル
移動量に応じたデジタル値を出力する。尚、焦合
状態を検知出来ない時にはＣの出力は全て“Ｌ”
となるものとする。また、３の輝度検出回路は像
信号入力直前に焦合度演算回路２によつてリセツ
トされ、センサー１からの像信号に基づき被写体
輝度レベルを演算し、アナログ出力する回路であ
る。該回路は例えば第３図示のリセツト機構を持
つ積分回路で実現される。第３図において、３１
はオペレーシヨナル・アンプ、３２はリセツト用
のアナログスイツチでＲが“Ｈ”でリセツトされ
る。３３，３４は積分の時定数を決定する抵抗、
キヤパシタである。７はカウンタで該カウンター
は１０のレンズ移動用モータに設けられている。
レンズ移動量に応じた数のパルス信号を出力する
不図示の部材からの上記パルス信号Ｄをアナログ
スイツチ１９を介してクロツク入力としている。
６はマグニチユード・コンパレータで、該コンパ
レータは焦合度演算回路２の不焦合量デジタル信
号Ｃとレンズ移動量カウンタ７の出力Ｑを両入力
とし、両者が一致した時、出力Ｇを“Ｈ”とな
し、又、一致しない時は出力Ｇを“Ｌ”にする。
カウンタ７のリセツト端子Ｒは焦合度演算回路２
に接続され、同回路が演算を終了した時点でリセ
ツト端子Ｒには“Ｈ”が印加されリセツトされ
る。８ａ，８ｂはアンド回路、９ａ，９ｂはオア
回路で、これらの回路はモーター１０への駆動制
御信号を供給する駆動制御回路である。１１ａ〜
１１ｄはモーター１０の正逆回転を制御するモー
ター駆動回路を構成するトランジスターで、該駆
動回路は上記駆動制御信号に基づいてモーター駆
動を行なう。４ａは上記輝度検出回路３の出力Ｊ
とレベル設定手段としての抵抗４ｂにて設定され
た基準レベルとを比較するコンパレーターであ
る。１４はノア回路で焦合度演算不能時、即ち回
路２の出力信号NF，JF，FFが総て“Ｌ”とな
ると共にコンパレーター４ａにて高輝度検知がな
された時に“Ｈ”を出力しサーチ機能を作動さ
せ、又、コンパレーター４ａにて低輝度検知がな
された時には“Ｌ”を出力しサーチ機能を不作動
にするためのサーチ機能選択回路を構成する。上
記抵抗４ｂによる設定値は最小限焦合度演算が可
能な輝度レベルに設定されている。１５は単安定
マルチバイブレータで、同回路は入力の立ち上が
りで（サーチ機能が選択された時）一定の時間
“Ｈ”レベル信号を出力する。この時間はサーチ
動作１回分のレンズ移動に必要な時間である。同
回路の出力Ｌはアンド回路１３ａ，１３ｂ、更に
オア回路９ａ，９ｂを介してモータ駆動回路に接
続されている。アンド回路１３ａ，１３ｂの他の
入力は、ナンド回路１２ａ，１２ｂで構成されて
いるフリツプ・フロツプ回路FF１の出力に接続
され、又、フリツプ・フロツプFF１の入力信号
Ｅ，Ｆはモータあるいはレンズに設けられた不図
示の「端部検出部材」に接続されている。この部
材はセンサあるいはスイツチ等で構成され、レン
ズが無限大あるいは最至近の位置に来た時、Ｅ，
Ｆのいずれか一方の信号を“Ｌ”とし、それ以外
の位置にある時にはＥ，Ｆを共に“Ｈ”にさせ
る。Ｅ，Ｆの一方の“Ｌ”によつて、フリツプ・
フロツプFF１の出力を反転し、その出力の接続
されているアンド回路１３ａ，１３ｂによつて、
単安定マルチ１５の出力信号Ｌをオア回路９ａ，
９ｂのいずれに伝達するかを切り換える。従つ
て、焦合度演算不能で、被写体輝度が充分である
時、単安定マルチ１５の出力が“Ｈ”の時間だ
け、モータはいずれか一方の方向へ駆動、即ちサ
ーチ動作を行う。そしてレンズが端まで移動して
しまうと、端検出部材によつて、フリツプ・フロ
ツプFF１が反転し、モータの通電方向が逆向き
に切り換わり上記端部から逆方向へのレンズ移動
がなされる。上記単安定マルチバイブレーター１
５、アンド回路１３ａ，１３ｂにてサーチ制御回
路が構成される。１７は、その一方の入力端を前
記コンパレーター６の出力Ｇに、他方の力をイン
バータ１６を介して単安定マルチバイブレータ１
５に接続するアンド回路である。該アンド回路１
７はレンズ移動中には“Ｌ”を出力しレンズの移
動完了時に“Ｈ”を出力する様構成されている。

次いで、該第２図実施例の動作について説明す
る。初期状態にあつては不図示の電源スイツチの
オン信号によりパワーアツプクリアー回路等によ
りカウンター７、輝度検出回路３がリセツトさ
れ、焦合度演算回路２はクリアー状態にあり、出
力Ｃは全て“Ｌ”を出力しているものとする。こ
の状態にあつては、カウンター７のＱ出力及び演
算回路２のＣ出力は一致しているのでコンパレー
ター６はＧ出力を“Ｈ”としている。又、単安定
マルチバイブレーター１５も不作動であるためイ
ンバーター１６の出力も“Ｈ”となつている。よ
つて電源投入によりアンド回路１７は“Ｈ”を出
力し、センサー１による像信号の蓄積を開始し、
その後像信号を演算回路２及び輝度検出回路３に
伝える。輝度検出回路３は上記像信号の転送開始
時点で端子Ｒに瞬時“Ｈ”が印加される様構成さ
れているため、第３図のスイツチ３２は像信号の
転送時オンとなりコンデンサー３４をリセツトし
コンデンサー３４はリセツト状態から像信号を積
分する。該コンデンサー３４の積分出力はセンサ
ー１にて受光された像信号の積分量に相応するた
め、輝度が高い時は高レベルを出力し、輝度が低
い時は低レベルを出力する。

又、演算回路２は像信号に基づき焦合度の演算
を行ない前ピン、後ピン、合焦状態かを検知する
と共に不焦合量に相応するデジタル値をＣ出力と
して出力する。

今、レンズが測距可能範囲にあり、かつ高輝度
状態にあるものとする。即ち測距可能状態となつ
ているものとする。この状態にあつては上記の如
く演算回路２は測距結果に応じて出力NF，JF，
FFのうちいずれか一つを“Ｈ”にすると共にＣ
出力に不焦合量値を出力する。上記測距結果が前
ピン状態になつたとすると、この状態ではNFか
ら“Ｈ”が出力されアンドゲート８ａに伝わる。
上記カウンター７は演算回路２による演算終了時
点で再びリセツトされているため上記演算動作終
了時にはＣ出力＞Ｑ出力となりコンパレーター６
はＧ出力を“Ｌ”としている。従つてインバータ
ー１６は“Ｈ”となり上記アンドゲート８ａの他
方の入力端に該“Ｈ”が伝わるのでアンドゲート
８ａは“Ｈ”を出力し、該“Ｈ”によりトランジ
スター１１ａ，１１ｄがオンとなりモーター１０
は矢印方向へ回動しレンズを後ピン方向へ移行さ
せる。又、アナログスイツチ１９はオア回路１８
を介して入力するNF出力“Ｈ”に応答してオン
となるのでモーター１０の回動によるレンズ移動
量に応じた数のパルスがＤ出力から送出されると
カウンター７は該パルスをカウントする。この様
にしてレンズが前ピン状態から後ピン方向へ移動
し、合焦状態となると、カウンター７のカウント
値が上記演算回路２の出力Ｃからのデジタル値と
一致するためコンパレーター６はＧ出力を“Ｈ”
となし、アンド回路８ａを“Ｌ”にしトランジス
ター１１ａ，１１ｄによるモーター１０の駆動を
停止し合焦位置に移行した時レンズ駆動が終了す
る。又、レンズ駆動が終了すると上記の如くコン
パレーター６のＧ出力が“Ｈ”となるため、アン
ド回路１７は再び“Ｈ”を出力し、センサー１に
よる像信号の蓄積動作を開始させ、以後上記測距
及びレンズ駆動動作を繰り返えし実行する。よつ
て被写体が移動しても常にレンズは合焦状態へ移
行する。

又、測距結果が後ピン状態の時には演算回路２
のFF出力が“Ｈ”となるため、アンド回路８ｄ
が“Ｈ”を出力し、トランジスター１１ｃ，１１
ｄがオンとなりモーターは上記前ピン状態の時と
は逆方向へ駆動され、以下上記前ピン状態の場合
と同様にしてレンズが合焦位置まで駆動される。

又、更に測距結果が合焦状態の時には演算回路
２のJF出力のみが“Ｈ”となるためアンド回路
８ａ，８ｂは“Ｌ”のまま保持され、この結果モ
ーターは駆動されずレンズは、その位置、即ち合
焦状態のまま保持される。

この様に測距可能状態にある時にはレンズは演
算回路２の演算結果（測距結果）に基づいて駆動
され合焦位置へ移行するのであるが、測距不可能
状態の場合は以下の如く作動する。

まず、高輝度下で測距不可能状態、即ちレンズ
が合焦点から遠く離れ、大ボケや低コン状態とな
つている場合について説明する。

この場合は演算回路２による演算結果として出
力NF，JF，FFから“Ｌ”が出力されると共に
Ｃ出力を全て“Ｌ”となる。又高輝度下であるた
め、上記の如く輝度検出回路は出力Ｊから高レベ
ル信号を出力しており、コンパレーター４ａの出
力は“Ｌ”となる。このためアンド回路８ａ，８
ｂは“Ｌ”のまま保持され代わつてノア回路１４
が“Ｈ”を出力し単安定マルチバイブレーター１
５が作動し、その出力Ｌを所定時間“Ｈ”とな
す。該“Ｈ”によりアンド回路１３ａ，１３ｂの
いずれか一方が“Ｈ”を出力する。よつて、モー
ター１０は上記単安定マルチバイブレーター１５
の出力が“Ｈ”である間矢印又は矢印とは逆の方
向へ駆動されレンズは一定量移動する。この様に
してレンズが一定量駆動された後上記マルチバイ
ブレーター１５の出力が“Ｌ”となるとアンド回
路１３ａ、又は１３ｂは“Ｌ”を出力しモーター
１０は駆動を停止すると共にアンド回路１７の一
方の入力端にはインバーター１６を介して再び
“Ｈ”が印加される。又、この時、上記の如く演
算回路NF，JF，FFは全て“Ｌ”を出力してい
るので、スイツチ１９はオフとなつており、レン
ズが一定量移動してもカウンターは初期状態のま
ま保持され、その結果コンパレーター６はＧ出力
をレンズの移動にかかわりなく“Ｈ”のまま保持
している。よつて上記アンド回路１７は単安定マ
ルチバイブレーター１５の出力が“Ｌ”となるこ
とに応答して“Ｈ”を出力しセンサー１による像
信号の蓄積動作を再び開始し、以下レンズが測距
可能範囲に移行するまで、測距及びレンズの一定
量駆動動作を繰り返えし実行する。即ちサーチ動
作が行なわれる。

この様にしてサーチ動作が実行される過程にて
レンズが合焦点に近接し測距可能範囲に移行する
と、上記測距結果として演算回路２にて前ピン、
合焦、後ピンのいずれかの状態にある事が検知さ
れると共に不合焦量も検知されるため、以下上述
の測距可能状態の場合において詳述した動作にて
レンズが合焦位置まで駆動される。

次いで、低輝度により測距不能状態となつてい
る場合について説明する。この場合も、演算回路
２による測距結果として出力NF，JF，FFとと
もに“Ｌ”を出力しＣ出力も全て“Ｌ”を出力す
る。よつて、アンド回路８ａ，８ｂも“Ｌ”を出
力し、該回路８ａ，８ｂからの信号によるモータ
ー駆動は禁止される。

又、低輝度であるため、上記の如く輝度検出回
路３のＪ出力は低レベルとなつているためコンパ
レーター４ａは低輝度信号としての“Ｈ”を出力
し、その結果ノア回路１４も“Ｌ”を出力する。
このため、単安定マルチバイブレーターも不作動
となつており、アンド回路１３ａ，１３ｂも
“Ｌ”を出力する。よつて、この場合はモーター
１０の駆動は禁止され測距不能状態にあつても上
記サーチ動作が禁止される。

尚、この時上記の測距不能時にて詳述した如く
コンパレーター６の出力Ｇは“Ｈ”を出力してい
るので、アンド回路１７は“Ｈ”を出力し続け、
上記測距動作は繰り返えし実行される。よつて、
輝度が低輝度状態から高輝度状態へ移行すると、
コンパレーター４ａの出力が“Ｈ”から“Ｌ”へ
移行するため、上記のサーチ動作又は合焦動作が
実行される。即ち、高輝度状態へ移行した際にお
いてもいまだに測距不能状態の場合は上記サーチ
動作が実行され、又、測距可能状態の場合は上記
測距結果に基づいてレンズの合焦位置への駆動が
実行される。

以上、詳述した如く、本発明にあつては測距不
能状態でも低輝度時においてはサーチ動作を禁止
したものであるため、サーチ動作を行なつても測
距可能状態への移行を期待し得ない場合における
無駄なモーター駆動による電力消費を防止するこ
とが出来るものである。

尚、実施例にあつては輝度情報をセンサーから
の像信号を検知して得ているが、センサーとは独
立した受光素子を設け、該受光素子の出力レベル
を直接コンパレーター４ａにて検知する様にして
も良いことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点調節装置の原理的な
構成を示すブロツク図、第２図は本発明に係る焦
点調節装置の一実施例を示す回路図、第３図は第
２図示の輝度検出回路の一実施例を示す回路図で
ある。３……輝度検出回路、１４……ノア回路、１５
……単安定マルチバイブレーター。

Claims

【特許請求の範囲】

１被写体光束を受光するセンサーの出力に基づ
きフオーカス検知及びコントラスト状態検知を行
なうフオーカス処理回路と、該フオーカス検知結
果に基づいてレンズを駆動する駆動回路を備える
と共に前記コントラスト状態検知にてコントラス
ト状態が所定状態よりも低いと判定された時に前
記レンズをフオーカス検知結果とは無関係に駆動
しサーチ動作を行なわせる焦点調節装置におい
て、輝度レベルを検知して輝度レベルが所定レベ
ルよりも低い時信号を形成する輝度信号形成回路
と、該輝度信号形成回路からの信号に応答して前
記サーチ動作を禁止する禁止手段を設けたことを
特徴とする焦点調節装置。