JPH0239114A - 自動焦点検出装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、レンズ交換が可能なビデオカメラ等に用いて
好適な自動焦点調節装置に関するものである。

（背景となる技術） 従来より、自動焦点調節装置（以下測距装置と称す）を
備えたカメラは数多く知られており、またその自動焦点
調節装置の方式も多岐に渡っている。そしてこれらの方
式についても、その特徴に応じて数多くの分類方法が考
えられるが、一般によく知られているものでは、能動型
の測距装置（アクティブ方式）と受動型の１１１１距装
置（パッシブ方式）が著名であるが、これらの方式は、
同時に測距不能すなわち合焦不能または合焦確率のきわ
めて低い被写体条件が互いに相反する性質を備える点に
おいても知られている。

能動型は、被写体に向けて近赤外光あるいは超音波等を
発射し、その反射光（音波）を分析して被写体との距離
を判定する方式の装置であり、受動型は、被写体の有す
るコントラストをもとに測距を行うものである。以下の
第１表は、種々の被写体条件に対する両装置の適、不適
を条件ごとにまとめたものである。

第　　１　　表 ここで能動型装置の例として近年多くのビデオカメラに
用いられている代表的な方式を第１Ｉ図〜第１３図に示
す。

第１１図において受光素子ｌを２領域ＩＡ、ＩＢに分割
し、発光素子２から投射された光束がレンズ群３を介し
て被写体４に投射され、その反射光がレンズ群５を介し
て受光素子１にて受光されるように構成されている。そ
して受光素子ｌのＩＡ領領域ＩＢ領領域おける受光量の
差に応じた信号から距離情報を演算することができ、測
距が行われる。例えば第１１図実線の如く被写体からの
反射光が受光素子ｌの受光領域ＩＡ、ＩＢの中心にて受
光される場合は、第１２図（イ）で示す様に、ＩＡと１
Ｂの受光量がほぼ等しくなる。又被写体が４′　に示す
様に遠方に位置し、第１Ｉ図の１点鎖線に示す様に反射
光が受光素子１に受光される場合は、第１２図（ロ）に
示す様に受光領域ＩＡの受光量がＩＢの受光量よりも大
となる入射状態となる。逆に被写体が４″　に示す様に
近方に位置し、第１１図の破線に示す様に反射光が受光
素子Ｉに受光される場合は、第１２図（ハ）に示す様に
受光領域ＩＡの受光量よりもＩ　Ｂの受光量が大となる
ような入射状態となる。このようにして受光素子ＩＡ、
ＩＢの出力の差に基づいて距離信号を得ることができる
わけであるが、被写体からの反射光成分に比して外光成
分が大きい場合にはＳＮ比の劣化した信号が得られるこ
とになる。そこで外光成分が大きい場合であっても距離
信号を得ようとする対応が考えられている。第１３図は
その一例であり、同図において受光素子ＩＡ。

１１’３にはそれぞれ増幅回路６Ａ、６Ｂ、直流成分を
カットするためのバイパスフィルター（１−ＩＰＦ）９
Ａ。

９Ｂ、検波回路７Ａ、７Ｂが接続され、更に検波回路７
Ａ、７Ｂの出力は積分回路８Ａ、８Ｂに接読される。

発光素子２は駆動回路１５によって駆動され、駆動回路
１５はマイクロコンピュータ１１から出力される制御用
パルス信号（不図示）にもとづいて発光素子２をパルス
発光させる。

そして、受光素子ＩＡ、ＩＢによって受光された被写体
からのパルス状反射光は、それぞれ増幅回路６Ａ、６Ｂ
で所定のレベルに増幅された後、バイパスフィルタ９Ａ
、９Ｂで直流成分を除去された後、検波回路７Ａ、７Ｂ
で同期検波される。同期検波された各信号は積分回路８
Ａ、８Ｂで積分されて平滑され、加算器１２、減算器１
３で和と差が演算される。これらの値は比較器１４に入
力されて所定のレベルと比較され、積分値の和が所定値
ｄＡ＋ｎに達した際に、合焦すなわち測距動作を可能と
判断し、また積分値の差りの絶対値を所定のレベルと比
較して合焦しているか否か、且つ差信５の極性から前ピ
ンか、後ピンかが検出される。この検出結果はマイクロ
コンピュータ１１へと入力され、その結果に応じてレン
ズを駆動するモータ１０を駆動する駆動回路１６を制御
し、合焦位置へとレンズを移動して停止させるように構
成されている。

一方、受動型の測距装置としてビデオカメラによく用い
られる実施例を第１４図に示す。この方式は撮像素子等
によって被写体像を光電変換して得られたビデオ信号の
高周波成分により撮影画面の精細度を検出し、その高周
波成分が最大となるようにフォーカシングレンズ位置を
′制御するものである。

また受動型の測距装置はこの（策な方式の他に、眼レフ
カメラで多用されている様な２次結像面での被写体像の
結像位百のズレを用いる方式も知られている。しかし、
ビデオカメラの場合には撮像素子としてＣＯＤ等を有し
ていることから、このセンサーからの出力を自動焦点調
節装置に用いれば、別にセンサーを持つ必要がないので
、撮像手段を有する装置では第５図の方法が最も効率が
よいと考えられる。

第１４図に於いてレンズ１７により撮像素子１８の撮像
面に被写体の光学像が形成され、撮像素子１８はそれを
電気信号に変換する。プリアンプ１９は撮像素子１８の
出力映像信号を所定のレベルまで増幅し、プロセス回路
２０によって所定の信号処理が施され、標準ＴＶ信号と
して出力される。バンドパスフィルター２１はプリアン
プ１９の出力から高周波成分を抽出するもので、ゲート
回路２２はｌフィールド又は１フレ一ム分の信号の内、
合焦検出を行う領域すなわち撮像画面における合焦検出
領域に相当する信号のみを通過させる。検波回路２３は
ゲート回路２２の出力を検波し、その画面での高周波成
分の最大振幅値、即ちピーク値を示す信号を形成する。

検波回路２３の出力信号はレンズ１７の合焦度を代表し
ており、それが太き（なる程合焦状態に近い。モーター
駆動回路２４は撮影画面毎の検波回路２３の出力値に従
いモーター２５を駆動し、レンズ１７を常に合焦状態が
得られるように自動制御するものである。

以上、ビデオカメラ等の受動型自動焦点調節装置の代表
的な方式を示した。

ところで、近年、ビデオカメラ等を始めとする映像機器
の民生機器としての普及にともない、将来、家庭用のビ
デオカメラの一つの形態としてレンズ交換が可能なカメ
ラが考えられる。この様なカメラに第１４図の様な受動
型の自動焦点調節装置を組合わせる例としては第１５図
の様な構成が推定される。

第１５図にて一点鎖線２８がレンズとカメラと境界を示
し、左側がレンズ、右側がカメラ本体とする。検波回路
２３の出力とレンズ側モータ駆動回路との関係が、使用
するレンズによって異なると、共通の制御が困難になる
ため、共通言語化回路２６によってどの様なレンズに対
しても共通に情報を伝達する為の部分である。具体的に
はモーターの回転方向、速度等の情報は回路２６で共通
言語化された後、不図示のマウント接点を介してレンズ
側の翻訳回路２７に伝えられる。翻訳回路２７では、そ
のレンズの現在絞り値、焦点距離、フォーカシングレン
ズの位置敏感度、ヘリコイドリード等に応じて最適のモ
ーター速度が算出され、その結果に応じてモーター駆動
回路２４を制御してモーター２５を駆動する。尚、カメ
ラ側の検波回路２３、共通言語化回路２６等は１個のマ
イコンとして構成してもよい。またレンズ側の翻訳回路
１７、モーター駆動回路２４についても同様に１個のマ
イクロコンピュータとして駆動してもよい。

レンズ交換可能なカメラの他の態様としてはカメラ側に
第５図の様な測距装置を持たず、レンズ側に例えば第１
１図〜第１３図に示す様な能動型の測距装置を備える場
合がある。この場合には、当然レンズ側に備えられた測
距装置を働かせることになる。

更に、本発明を実施するに適した形態として、カメラ側
に第５図の様な測距装置を有し、レンズ側に第１１図〜
第１３図の様な測距装置を有する形態をとることができ
る。

このような場合には、両方の測距装置を個々に独立して
動作させるか、いずれか一方を優先的に使用することが
考えられる。

しかしながら上述の例においては、必ずどちらかの自動
焦点測距装置のみを動かしていることになる。したがっ
て、能動型、受動型の２つの装置を有しながら、第１表
に示した様なそれぞれの方式側々において合焦確率の低
い被写体条件に対しての性能は全（改善することができ
ず、精度良く合焦検出を行うことができない。

したがって、ビデオカメラ等の交換レンズ化においては
、このように自動焦点調節装置をどちらに有しているか
、あるいは両方か、またその方式についての情報を通信
し、且つこれらを最適制御できるような方法が必要とな
るであろう。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の目的を達成するためになされたもので、
その特徴とするところは、互いに方式の異なる第１及び
第２の焦点検出装置を組み合せて使用可能な装置におい
て、前記第１の焦点検出装置を単独で使用する状態と、
前記第２の焦点検出装置とを組み合せて用いる状態とで
、前記第１の焦点検出装置の合焦検出特性を可変する制
御手段を備えてなる自動焦点検出装置にある。

また、レンズを交換可能なカメラにおいて、前記カメラ
側に自動焦点調節装置を有するか否かを検出する検出手
段と、該検出手段の出力に応じて前記レンズ側の自動焦
点調節装置の焦点検出精度を制御する制御手段とを備え
たカメラにある。

そしてこれらの構成によって能動型測距装置を備えたレ
ンズを自動焦点調節装置を持たないカメラと組合わせた
場合には、能動型装置のみで測距を行い、同レンズを第
１４図の様な受動型測距装置を有するカメラと組合わせ
た場合においては、両装置の機能を停止させず、結果と
して第１表の様な両装置の弱点を補う構成をとることを
可能とするものである。

（作　用） これによって前ビン、後ピンの方向検知には能動装置を
用い、第１表の「大ボケ状態」での受動型の欠点を補い
、また合焦検出には第１優先として受動型装置を用い、
第１表の１ガラス越し」「遠距離」「正反射」「低反射
率」での能動型の欠点を補うものである。また「低コン
トラスト」「低照度」に関しては再び能動型にて精度を
満たすものである。

（実施例） 以下、本発明における自動焦点調節装置を各図に示す一
実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明のカメラの一実施例における構成を示す
ブロック図である。図中、第１１図〜第１４図の例と同
一の符号は同一の構成要件を示している。レンズとカメ
ラ本体の境界２８に対し、レンズ側をＬ１カメラ側をＣ
で表わす。２９はレンズＬ側のマイクロコンピュータで
あり、この内、３０は能動型測距装置の制御を行う制御
回路部分である。また３１はフォーカシングレンズ移動
用モータ１０の駆動制御を行う部分である。更にスイッ
チ部３２はこのモータ駆動回路３１をレンズ側の能動型
装置からの信号で行うのか、カメラ側からの信号で行う
のかを切換えるためのものである。レンズとカメラの間
では信号ライン３３．　３４．３５で相互に情報の通信
を行っている。通信は不図示の公知のマウント部の接点
等により行われる。又、この様に通信ラインを複数本に
せず通信バッファを用い、シリアル伝送してライン数を
減少しても構わない。３６はカメラ側のマイクロコンピ
ュータである。

尚、第２図、第３図、第４図にてマイクロコンピュータ
２９．　３６での制御動作のフローを説明するが、第１
図での信号ライン３３〜３５の通信内容はライン３３は
レンズＬからカメラＣへのレンズ情報の初期伝達及び後
述する制御用フラグ２，５の伝達ラインとなる。またラ
イン３４はカメラからレンズへ後述する合焦判定レベル
Ｄ＋ｈとフラグ２，３の伝達ラインとなる。またライン
３５はスイッチ３２の切換制御信号の伝達ラインとなる
。

第２図は、第１図のカメラ側のマイクロコンピュータ３
６の制御フローを説明するフローチャートである。尚、
制御動作において参照されるフラグ０〜フラグ６の示す
意味を簡単に解説すると、以下の第２表の様になる。各
フラグは、それぞれ１，０の２つの状態をとり、これに
もとづいて各制御状態を表わすものである。

第　　２　　表 第２図にて、５ｔｅｐｌでカメラの電源オン等によりカ
メラ側マイクロコンピュータ３６のフローがスタートす
る。尚、本フローは例えばフィールド周期の１／６０ｓ
ｅｃで１周するものとする。尚、初期状態のイニシャラ
イズとして１周回の当初のみ５ｔｅｐ２にてフラグ０．
　　ｌ、　３．４をＦａｌｓｅとし、又５ｔｅｐ３にて
レンズ情報を読み込む。すなわち、初期状態では、第１
表から明らかなように、スタート時受動型で測距しくフ
ラグ０．　１）、フォーカシングレンズ駆動用モータの
駆動を開始し、合焦検出動作に入る（フラグ３．４）と
ともに、５ｔｅｐ３で各情報を参照するものである。こ
のレンズ情報の読み込みにはライン３３を用いる。５ｔ
ｅｐ４では変数Ｆ。

に合焦の度合を示す値の初期値として、第１図に示すカ
メラ側受動型測距装置の検波回路２３の出力Ｆの値を格
納する。続いて５ｔｅｐ５では変数Ｆ２に変数Ｆ１の内
容を格納する。このＦ、は、制御フローをスタートして
最初にこの５ｔｅｐ５に進んだ場合は、内容はクリアさ
れているが、本制御フローを繰り返し行っている状態で
は、前回検波回路２３より出力され変数Ｆ。に格納され
た値となっている。そして５ｔｅｐ６では、変数Ｆ。の
内容を変数Ｆ、に格納する。したがってこの時点で変数
Ｆ１には現在の合焦の度合を示す情報が、変数Ｆ２には
前回の合焦の度合を示す情報がそれぞれ格納されている
。

５ｔｅｐ７では、ＦＩ−Ｆ２の演算を行い、その演算結
果を変数ｄＦに格納する。すなわちｄＦは前回と今回の
合焦の度合を示す信号の差を表わすものである。５ｔｅ
ｐ８では、５ｔｅｐ３において読み込まれたフラグ６の
情報に基づき、レンズＬ側に能動型測距装置を有してい
るか否かが判断される。もしフラグ６が０で能動型装置
がない場合には、第１４図、第１５図にて説明した様な
受動型測距装置により、上述のｄＦに格納されている合
焦度に応じた情報にもとづいて測距動作を行う。またフ
ラグ６が１で能動型装置を有している場合には、５ｔｅ
ｐ９にて、レンズ側のマイクロコンピュータ２９よりフ
ラグ５の情報を読み込む。この情報の読み込みは、第１
図のライン３３を介して行われる。

続いて５ｔｅｐｌｏでは、能動型測距装置において、合
焦判定のための判定レベルすなわち減算回路１３の出力
レベルと比較して合焦状態か否かを判定するためのスレ
ショルドレベルＤｌｈに所定の判定レベルｋｅを設定す
る。このレベルｋＺは合焦点近傍の判定は可能であるが
、最終的な合焦判定の精度としては受動型測距装置より
も劣るという条件において決定された値である。尚、後
述するがカメラ側に受動型の測距装置を持たない場合す
なわちレンズ側の能動型測距装置のみで合焦判定する場
合には判定レベルＤ＋ｈの値としてｋＺより小さい値ｋ
。

を設定する。すなわち能動型測距装置による合焦判定は
減算器１３の出力にもとづいて行われ、受光素子ＩＡ、
１Ｂの出力が等しくなって減算器の出力がＯとなったと
き合焦と判断される。しかしながら、実際には被写体の
わずかな働き、ノイズ、発光素子２から発射された光線
のあたっている場所の変化、また検出感度や光学系の特
性等から考えて、合焦判定範囲に不感帯を設定しないで
減算器の出力が０となったときを合焦判定基準レベルと
すると、サーボ系がハンチングを生じ、不安定になって
しまう。

そこで合焦点に不感帯を設定すべく、減算器１３の出力
の絶対値が所定レベル以下のとき合焦と判定するように
なっている。Ｄ＋ｈはそのための合焦判定レベルである
。したがって、合焦判定レベルＤ＋ｈがｋｌに設定され
たときは、ｋ３に設定されたときよりも、合焦判定レベ
ルが高いため、合焦点において合焦と判定される不感帯
が広く、合焦精度が低下されたことになる。

」二連したように、カメラ側に受動型測距装置を備えて
いるときには、第１段階として能動型測距装置の感度を
下げ（Ｄ＋ｈ＝ｋｚ）、カメラ側に受動型測距装置を備
えておらず、レンズ側の能動型測距装置のみで測距を行
わねばならないときには、能動型測距装置の精度を上げ
る（　Ｄ＋ｈ　＝　ｋｓ　）ように動作する。

５ｔｅｐＨでは、５ｔｅｐ９にてレンズ側より読み込ん
だフラグ５が１か０かが判別される。フラグ５は、後述
する第３図のレンズ側マイクロコンピュータ２９の制御
フローにて説明するが、基本的には、能動型装置で後ピ
ン、前ピンがわかる際には０、合焦点に近（能動型装置
の感度では後ピン、前ピンの判定が不能の時すなわちそ
の時設定されている合焦判定レベルＤ＋ｈにおいて合焦
点と判定されてモータが停止している時はｌとなる。

また能動型測距装置にて被写体からの反射光情報が得ら
れない時すなわち第１図のレンズ側能動型測距装置にお
ける加算器１２の出力が所定のレベル以下であるときに
は、図示しない距離環位置の検出をする遠距離スイッチ
が到達限界距離すなわち無限遠に相当する位置を検知し
た際にフラグ５を１とするものである。

フラグ５が０１すなわち能動型装置で前ピン、後ピンの
判定が可能な場合には、５ｔｅｐ１２に進み、フラグ０
とフラグｌを１に、フラグ３とフラグ４を０にそれぞれ
した上で、５ｔｅｐ１３において第１図のスイッチ３２
を能動型測距装置側に切り換える。具体的には、第１図
におけるスイッチ３２をレンズ側マイクロコンピュータ
２９の制御回路３０とモータ駆動回路３１とを接続する
ように切り換えることを示す。またこのスイッチ切換命
令はライン３５を用いてカメラ側マイクロコンピュータ
３６からレンズ側マイクロコンピュータ２９へと伝達さ
れる。これによってレンズ１７はレンズ側の能動型測距
装置によって制御される。

５ｔｅｐ１４では第１図でのレンズ側マイクロコンピュ
ータ２９内の制御回路３０でのフラグ２の情報をライン
３３によってカメラ側に取り込んでいる。

これは能動型測距装置から受動型測距装置へと切り換わ
った際に、すなわちこの制御フローを繰り返す中で５ｔ
ｅｐＨにおいてフラグ５が１と判断された後にモータｌ
Ｏの回転方向を切換前の方向と同一方向に維持し、制御
動作を円滑に連続させるためのものである。

以上の制御動作を、５ｔｅｐＨでフラグ５が１となるま
で、すなわち、合焦点近傍で、感度を低下させた（Ｄ＋
ｈ＝ｋＩ）能動型測距装置では前ピン、後ピンの判断が
できなくなるまで繰り返し行う。

５ｔｅｐｌ　１において、フラグ５が１であった場合に
は、５ｔｅｐ１６に進んで、フラグ３の状態が判定され
る。フラグ３が１となるのは、第２表に示すように、レ
ンズ駆動用モータｌＯがストップしている場合であるた
め、後述の５ｔｅｐ２２と５ｔｅｐ２９の場合のみであ
り、スタート直後またはフラグ５がＯから１に変化した
直後には、フラグ３をＯにセットしているので、必ず５
ｔｅｐ１６の判定はＮとなる。５ｔｅｐ１７では第１図
においてスイッチ３２を駆動回路３１とライン３４が接
続される側に切換える。これは、以後受動型測距装置の
状態に応じてフラグ２とフラグ３の制御が行われること
を意味する。

５ｔｅｐ１８ではフラグ０が１かどうかが判定される。

フラグＯが１であるのは、第２表から明らかなように、
５ｔｅｐ１２を通った次の回であるかどうかを示してい
る。すなわち能動型測距装置で合焦近傍へ追い込んで、
受動型測距装置へ切換ったのか、そうでないかを判定し
ている。そうでない時というのはスタート直後に５ｔｅ
ｐＨの判定がＹすなわちスイッチ３１が受動型測距装置
側であった場合である。この際には、とりあえず現在の
フラグ２の状況に応じてモーターＩＯを回転させて、検
波回路２３より出力された合焦度に応じた値Ｆが大きく
なったかどうか（ｄＦが正か負か）を見極めた上で、正
しいフラグ２の状態を判断してレンズ駆動方向を決定す
る必要がある。この為にｄＦの正しい情報を作るべ（５
ｔｅｐ２４てフラグ０を１にして最初に戻す。

これにより次回の５ｔｅｐ７のｄＦの値を５ｔｅｐ２５
にて判定して合焦判断する際に有効なｄＦの内容を作る
ことができる。

５ｔｅｐ１８がＹであると５ｔｅｐ１９でフラグｌが０
かどうかが判定される。この判定がＹすなわちフラグｌ
が１の時は、能動型測距装置から受動型測距装置に切換
った直後である。Ｎずなわちフラグ１が０の時は受動型
になってからこの制御フローの２周目以降であることを
示す。

５ｔｃｐ１９の判定がＹの時には受動型測距装置による
測距動作において、５ｔｅｐ２０でフラグｌが０にセッ
トされる。これにより次回以降は５ｔｅｐ１９の判定は
Ｎとなる。５ｔｅｐ２１ではｄＦが正か負かが判定され
る。前述のように、能動型で前ピンまたは後ピンから合
焦近傍と判定されるにいたったときのレンズ駆動用モー
ターの回転方向を維持していることから、５ｔｃｐ２１
の判定は合焦特性曲線の山を登っている最中で、Ｙとな
る筈であり、この時にはステップ５９にて次にｄＦが負
になったら合焦判定とする為の条件フラグであるフラグ
４を１にする。

また、その時の被写体やレンズ交換に起因する例えば能
動型測距装置と受動型測距装置での測距視野の差などの
理由で、５ｔｅｐ２１の判定がＮとなっていた場合には
、両装置間でのスイッチ３２の切換が多発し、距離環が
ハンチングを継続することが懸念されるため、５ｔｃｐ
２２にてフラグ３を１にしてモーターを停止させる。こ
の際にはＤ＋ｈ＝ｋｚの範囲内で能動型装置の合焦点近
傍には距離環が追い込まれているので、はなはだしいボ
ケが生じていることはない。尚、−度フラグ３が１にな
ると次にフラグ５が０となる迄レンズ駆動用モーターの
ストップ状態が続く。すなわち本システムでの合焦後の
再起動トリカーは能動型装置が前ピンまたは後ビを再検
知することによって行われることに他ならない。

５ｔｅｐ１９の判定がＮの時には５ｔｅｐ２５でｄＦの
正負判別が行われる。Ｙすなわち正であればモーターの
回転方向が正しいので５ｔｅｐ２３と同様の理由でフラ
グ４を１として５ｔｅｐ４へと復帰する。また５ｔｅｐ
２５においてＮ判定の時には５ｔｅｐ２７にてフラグ４
が１かどうかが調べられる。ｌであれば合焦判定条件下
で合焦度の特性曲線の山を登りきって下りに転じｄＦが
負になったということであり、５ｔｅｐ２９にてフラグ
３を１としてモーターを停止する。

５ｔｅｐ２７にてＮの場合には５ｔｅｐ２８にてフラグ
２を反転、すなわちモーターを反転させる。これは、例
えばスタート直後にフラグ５が１だった場合すなわち能
動型測距装置によってレンズ駆動方向が制御されていな
い場合のモータ回転方向が合焦方向でなかった際には５
ｔｅｐ２８におけるモータの反転が有効となるものであ
る。

次に第３図、第４図を用いてレンズ側のマイクロコンピ
ュータ−２９（第１図）の制御フローを説明する。第３
図は、第１図において３０て示した能動型測距装置の制
御回路のフローである。

５ｔｅｐ３０にてスタートした後５ｔｅｐ３１にてカメ
ラ側より合焦判定レベルＤ　ｌ＋＋の値を読み込む。Ｄ
ｔｈの値は前述した様にカメラ側に受動型測距装置を有
する場合にはｋｌでありそうでない場合は後述する様に
に、となる。第１図にてセンサーＩＡの出力とセンサー
ＩＢの出力信号を増幅回路６Ａ、６Ｂ、バイパスフィル
タ９Ａ、９Ｂ、検波回路７Ａ、７Ｂ、積分回路８Ａ、８
Ｂを介して加算器１２より得たＡ十Ｂの信−号が定めら
れたしきい値をｄ　八＋１１とすると、これを越えてい
るかどうかが５ｔｅｐ３２で判定される。

この判定がＮの場合には、被写体が、能動型では測距不
能な遠方にあると判断されるので、レンズをより遠方の
ものにピントが合う方向（一般に繰り込み）へ移動する
必要がある。その場合は５ｔｅｐ３９にてフラグ２を１
にする（フラグ２−１は繰り込み方向）。またその結果
、遠距離スイッチがＯＮすなわちレンズが無限遠に達し
たことが検知されると５ｔｅｐ４０でＹ判定となり、５
ｔｅｐ４１にてフラグ５をｌとして受動型測距装置に切
り換える状態を設定する。

尚、ここで言う遠距離スイッチは能動型測距装置の能力
からほぼ問題なくＩＩＩＩＩ距の行える限界距離に合焦
するレンズ位置すなわち無限遠をレンズがとるとＯＮす
る様に構成されている。

５ｔｅｐ３２にてＹすなわち能動型測距装置て測距可能
の時には５ｔｅｐ３３にて減算器１３の出力りの絶対値
ＩＤＩと合焦判定レベルＤ　１．ｈの比較がなされ、Ｎ
であれば合焦近傍であるため５ｔｅｐ３４でフラグ５を
１にして受動型測距装置に切り換える用意をして５ｔｅ
ｐ３１へと戻る。

また５ｔｅｐ３３がＹの場合は５ｔｅｐ３５でフラグ５
を０にした後、５ｔｅｐ３６に減算器１３の出力丁〕の
正負判定が行われる。これは前ピン、後ピンの判定であ
るので、その結果に応じてフラグ２を最適化してレンズ
１７の駆動方向を制御する（ｓｔｅｐ３７．　ｓｔ（シ
ｐ３８）。

第４図は第１図のレンズ側マイクロコンピュータ２９の
うちでモーター制御部分３１のフローを示す。

５ｔｃｐ４２でスタートした後、ｓ　ｔ　ｅ　ｐ　−１
３でフラグ３が１かＯかが判定される。フラグ３が１の
場合にはｓ　ｔ　ｅ　ｐ　４４にてモーターを停止する
。第２図にて説明した様にフラグ３が１となるのは第１
図中スイッチ３２が受動型測距装置側に切り換わってい
る時に限る。即ち、この様に能動型測距装置をレンズ側
に有し、カメラ側に受動型測距装置を有する組合せの場
合、最終的に合焦判定を行うのは必ずカメラ側の測距装
置ということになる（カメラ側に測距装置がない場合の
カメラ側、マイクロコンピュータの制御フローは第６図
を用いて後述する。）。

第４図において、５ｔｅｐ４３でフラグ３が０と判断さ
れた場合には、５ｔｅｐ４５にてフラグ２すなわちレン
ズ駆動方向の状態の判断が行われる。フラグ２はモータ
ー１０（第１図）の回転方向を決定しているので、５ｔ
ｅｐ４５の判定に応じてレンズの回転方向及び速度をた
だちに決定してもよい。第４図の例では５ｔｅｐ４６．
４７において、スイッチ３２（第１図）が能動型測距装
置側にあるか受動型測距装置側にあるかによってモータ
ー１０の速度をＨｉ　ｇ　ｈとＬｏｗの２速に切換えて
いる。この判定結果に応じて、５ｔｅｐ４７．５ｔｅｐ
５１．５ｔｅｐ４９．５ｔｅｐ５０によって、レンズ駆
動方向それぞれにおいて、モータ速度を適正に制御して
いる。すなわち、本実施例において能動型、受動型の両
方式を有・するシステムでは、能動型測距装置を用いて
いる場合には、合焦点から離れていることを意味するの
で、能動型のときはモータ速度をＨｉ　、受動型のとき
は合焦点近傍であるので、モータ速度をＬｏｗと制御し
ている。

尚、ここで１繰り込み」と記したのは前ピン→合焦の時
の駆動方向であり「繰り出し」は後ビン→合焦の時の駆
動方向となる。尚、速度に関しては、この例の様なＨｉ
　、　　Ｉ−ｏ　ｗの２速に限らず、用いている自動焦
点調節装置の構成に応じては合焦点からの距離に応じて
多段にすることも容易である。

第５図、第６図では上述実施例と全く同一の能動型測距
装置を備えたレンズユニットを、測距装置を有していな
いカメラ装置に取付けた場合のブロック図及びカメラ側
マイクロコンピュータの制御フローチャートを示す。

第６図において、５ｔｅｐ５２で制御フローをスタート
した後、５ｔｅｐ５３でレンズ情報をレンズ側マイクロ
コンピュータ２９に読み込んだ後、５ｔｅｐ５４で能動
型測距装置をレンズ側に備えているか否かが判定される
。ここでレンズ側にも測距装置がない場合は、５ｔｅｐ
５５へと進み、マニュアルによる焦点調節動作による制
御となる。

５Ｌｅｐ５４でレンズ側に能動型測距装置があることが
確認された場合には、上述のレンズ、カメラの両側に測
距装置を有する場合と異なり、レンズ側能動型測距装置
のみで最終的な合焦判定を行うため、５ｔｅｐ５５で合
焦判定レベルＩ）ｔｈに上述のｋｌより小さい判定レベ
ルに、を設定する。これにより、能動型測距装置の合焦
判定範囲が合焦点近傍のごく狭い範囲となり、合焦判定
条件が厳しくなる。

５ｔｅｐ５６でフラグ５の状態が判定され、フラグ５が
１でＹ判定であった場合には、５ｔｅｐ５７でスイッチ
３２をカメラ側マイクロコンピュータ３６へと切り換え
、カメラ側マイクロコンピュータ３６では、これを受け
てただちに合焦と判断し、５ｔｅｐ５８てフラグ３を１
にしてレンズ側へと送信し、レンズ駆動用モータを停止
する。すなわちカメラ側に受動型測距装置を持たないた
め、レンズ側の能動型測距装置の感度を上げている（　
Ｄ＋ｈ−ｋ　ｓ　）ため、レンズ側からの合焦判定をも
って最終的に合焦と判断するものである。

また５ｔｅｐ５６でフラグ５がＯの場合は、５ｔｅｐ５
９でフラグ３を０にセットし、５ｔｅｐ６０でスイッチ
３２をレンズ側能動型測距装置に切り換えた状態を保ち
、ｓｔ′ｅｐ５４へと復帰し、能動型測距装置による測
距動作を続行する。

これにより、同じレンズユニットを用いて受動型測距装
置を有していないカメラと組み合わせても、正しい動作
を行うことができる。

因みに第５図はこの組み合せを示すブロック図であり、
受動型測距装置をカメラ側に備えていないこと以外は、
第１図と全く同様であり、説明は省略する。

さて、ここで、本発明において、レンズ側の能動型測距
装置の合焦精度を、カメラ側の受動型測距装置の有無に
よって切り換えるかについて説明しておく。

すなわち前述の第１表をともに参照しながら考えると、
能動型は、遠（の被写体は不得手であるが、測距可能な
範囲では、前ピン、後ピンを正確に判定できる。しかし
合焦点近傍では、反射光を見ているため、光のあたって
いる部分が、はんとうに焦点を合わせようとしている場
所か否かの判断が正確に行えず、また被写体のわずかな
動きやノイズにも弱く、合焦精度自体は、受動型の方が
正確である。

一方、受動型は、被写体との距離に関係な（自動焦点調
節が可能で、且つ合焦点近傍において精度が高いが、レ
ンズを駆動して合焦度の変化を見なければ、前ピン、後
ピンの判別ができない。

そこで、レンズ側の能動型測距装置を前ピン。

後ピンの判別に用い、合焦近傍では積極的にカメラ側の
受動型測距装置を用いる。このために、両装置を用いる
ときには能動型装置の合焦精度をわざと低下させ（Ｄ１
ｈ＝ｋｚ）、合焦点近傍で確実に受動型装置による測距
となるように構成されている。

またカメラが受動型装置を備えていない場合は、レンズ
側の能動型測距装置のみで、測距しなければならないの
で、その合焦精度を高く設定する（Ｄ＋ｈ＝ｋｓ）。

これによって、レンズとカメラの種々の組合せに対して
自動焦点調節装置の最適制御を可能とするものである。

尚、さらに詳しい内容は後述する実施例から明らかとな
るであろう。

第７図〜第１０図は本発明における他の実施例を示すも
のである。本実施例は、レンズ側からカメラ側へと、合
焦、非合焦に関する情報の他に、レンズの絞り値Ｆ。。

及びズームレンズを備えている場合の焦点距離ｆの情報
を伝送し、これらの情報に応じて制御特性を変化させる
ようにしたものである。

ここで第７図は上述の構成を示すブロック図である。第
１図の第１の実施例と異なる点は、それぞれズームレン
ズによる焦点上皿情報ｆを検出してカメラ側に送信する
ズームエンコーダ１０８と、絞り値を検出してカメラ側
に送信するアイリスエンコーダ１０９を新たに備えたこ
とであり、これ以外の構成は第１図の例と全く同一構成
である。

ズームエンコーダは、たとえばバリエータ−レンズ鏡筒
に取り付けたブラシとこのブラシが摺動する接点を配し
た基板とから構成されており、これ自体は周知の位置検
出手段を用いることができる。またアイリスエンコーダ
１０９は、メーター内に組み込まれたホール素子手段に
よって構成してもよい。そしてこれらの情報ｆ、Ｆ、、
はそれぞれレンズ側マイクロコンピュータ２９を介して
カメラ側マイクロコンピュータ３６へとライン１１０．
　１１１を介して伝達されるようになっている。

ここで、この様な構成をとる理由を説明する。受動型ｆ
ｌｌｌｌｌｌｌｌ上ンサーとして第１４図の例の様に撮
像素子１８を用いる場合には即ち、直接的に錯乱円径を
測定していることに相当する。またレンズとして第９図
に示す様な最も一般的な４群ズームレンズを想定する。

同図において１０１は前玉レンズで繰り出すと近く、繰
り込むと遠くの距離にピント合せが行われる。

１０２は変倍レンズで、位置を変えることにより全系の
焦点距離ｆが変わる。１０３は補正レンズで、変倍に伴
う結像位置のずれを補正する働きを有する。これにより
同一被写体距離を撮影中に変倍動作を行っても前玉レン
ズ１０１の位置を変更する必要はない。一般に１０２と
１０３は不図示のカム溝を有したカム環により連動して
いる。１０５は結像の為の第４群レンズである。

ここで、全系の焦点距離をｆ、１１！ＩレンズＩ　０１
の焦点距離をｆ　ＩＸとすると１群しンスが定量「１」
動いた時の結像面位置の変動はよく知られている様に（
ｆ／ｆｐ）２で示される（１群レンズ位置敏感度）。

また、結像面で同一錯乱円径ｄが発生する結像位置のズ
レｉＡはＡ＝ｄ−Ｆで示される。

すなわち、受動型測距装置が判別できる最小の錯乱径を
ｄｍｉｎとすると前玉レンズの位置ずれＢｌは（ｄ−Ｆ
ｎｏ　＊　ｆｐ）　／　ｆ２となり、ｄ、ｆｌ・を定数
と考えるとＦｎｏ／ｒ２に比例してずれ量が大きくなる
。前玉の位置ズレ量は、指標に対する距離環の停止ズレ
とも同一である。

一方、第１２図〜第１３図にて説明を行った様な能動型
測距装置では焦点距離ｆや絞り値Ｆ。０によらず前玉の
停止位置ズレは一定の値となる。

第１０図は縦軸に前玉の停止位置ズレ（もしくは距雛環
のズレ）をとり、横軸にｆ２／Ｆの値をとった場合の能
動型測距装置と受動型測距装置の特性を示した。１０６
は能動型測距装置での特性図、１０７は受動型測距装置
での特性図を示す。特性１０７をもって測距を行う場合
に、合焦信号が得られている際の画面は同一のボケレベ
ルに押さえられるので、このボケレベルが問題のない範
囲であれば「オートフォーカス」としての性能は満足で
きる。しかし「測距」という能力を考えると所定値ｌ（
点より左側では能動型測距装置の方がすぐれている。

そこで本実施例では、第８図のフローチャートに示すよ
うに、第２図の第１の実施例における制御フローチャー
トにおいて、５ｔｅｐ８の次に、５ｔｅｐ６１゜５ｔｅ
ｐ６２．５ｔｅｐ６３を追加し、５ｔｅｐ８において、
ｆ２／Ｆ０．と所定値にとを比較し、ｆ２／ＦｎＯ＞Ｋ
のときは、受動型測距装置に向いており、第２図の制御
フローと同様に、５ｔｅｐ９へと進む。以後の動作は第
２図と全く同様である。

また５ｔｅｐ６１で、ｆ”／Ｆ、、≦■くの場合には、
受動型測距装置に不向きであるため、５ｔｅｐ６２へと
進み、能動型測距装置の合焦判定レベルＤｌｈにに５を
設定した後、５ｔｅｐ６３へと移行して能動型測距装置
のみによる測距動作を行う。尚、５ｔｅｐ６３における
制御動作は第６図に示すｓ　ｔ　ｅ　ｐ　５２〜ｓ　ｔ
　ｅ　ｐ　６０と全く同一であり、これ以上の説明は省
略する。

このようにして、本実施例によれば、第１Ｏ図に示すよ
うに、合焦信号が得られている状態における画面上のボ
ケ量に応じ、能動型測距装置の方が有利な場合となる■
く点より左側では能動型測距装置を用いるようにしたも
のである。このメリットとじては ■　■（点より左側の条件にて測距性能に余裕がある。

■　距離情報を得たい場合、例えば被写体距離に応じて
同一画角が得られる様に自動的に焦点距離ｆを変更する
様な機能を実現する様な場合に高精度となる。

等が考えられる。

尚、第７図の例の別の実施形態としてｆ２／Ｆｏ、の値
をレンズ内のマイクロコンピュータ２９て演算してから
伝達してもよい。

またｆ２／Ｆ、。を算出する代わりに焦点圧Ｅｌ　Ｆと
絞り値Ｆ。０のテーブルを用いる構成も考えられる。例
えば第３表の様にｆとＦの組合わせ条件を予じめ設定さ
れた０〜６の６段階の値で示し、これを図示しないメモ
リに格納してお（。

第　　３　　表 この様な表を用いる場合の構成としては、この表のデー
タをレンズ側マイコン２９に持たせる場合とカメラ側マ
イコン３６に持たせる場合の２通りが考えられる。

また、第８図に示すフローチャー１・のｓ　１．　ｅ　
ｐ　６１のｆ”／Ｆの代わりとして上表の値とし、■（
としては例えば２，３といったしきい値Ｋに相当する設
定値を入れる必要がある。このような情報テーブルを用
いると、演算速度を大幅に向上できるし、システムの演
算処理が簡略化され、構成も簡単になる。

〔発明の効果〕

以上説明した様にレンズ交換可能なカメラシステムにお
いてレンズ側とカメラ側にそれぞれ測距装置を有する組
合わせの場合に、どちらかの測距装置のみを働かせるの
でなく、両装置を最適条件で働かせながら測距すること
によって、測距精度を大幅に向上させることが可能とな
る如（構成したので、特にレンズ側に外側の能動型測距
装置、カメラ側に撮像素子をセンサーに兼用したタイプ
の受動型測距装置を有する場合 ■前ピン、後ピンの方向検出を能動型の測距装置で行う
為に大ホケ状態からの方向の検出が瞬時にして行える。

この為高倍レンズの大ホケ時等、従来受動型測距装置で
は方向検出が困難であった条件下での性能が向上する。

■受動型測距装置の場合において、大ボケ状態で擬解像
による誤測距が発生する問題があったが、この点を解決
することが出来る。

■能動型測距装置で測距不能であった到達距離以遠の被
写体に対しても測距可能となる。

■能動型測距装置と受動型測距装置それぞれの苦手被写
体に対して補足し合うことが可能である。

■［２／Ｆｎｏに応じて測距アルゴリズムを切換えるこ
とによって「距離」を知る精度を維持することが可能と
なり、自動画角決定等に有利である。

■り′動量測距機能を有していないカメラに組合った際
には能動型装置の精度を向上させて機能できる。

などのメリットがある。特に高倍で明るいレンズに対し
て十分な測距精度を維持する際には、多大なる効果が期
待できる。

以」二のように、ビデオカメラ等を交換レンズ化するに
あたり、重要な課題となる自動焦点調節装置の最適制御
が可能となり、その効果はきわめて大きい。

尚、上述の各実施例においては、受動型測距装置に撮像
手段より出力される映像信号中より合焦度に応じた信号
を抽出する場合について説明したが、これに限定される
ものではな（、他の方式の受動型測距装置であっても適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における自動焦点調節装置の第１の実施
例を示すブロック図、 第２図は第１図の実施例におけるカメラ側マイクロコン
ピュータの制御動作を説明するだめのフローチャート、 第３図は第１図の実施例におけるレンズ側マイクロコン
ピュータの能動型測距装置の制御動作を説明するための
フローチャート、 第４図は同じくフォーカシングレンズ駆動用のモータの
制御動作を説明するためのフローチャー１・、第５図は
カメラ側に測距装置（自動焦点調節装置）を備えていな
い場合を示すブロック図、第６図は第５図の状態におけ
るカメラ側マイクロコンピュータの制御動作を説明する
ためのフローチャー１・、 第７図は本発明における自動焦点調節装置の他の実施例
を示すブロック図、 第８図は第７図の実施例におけるカメラ側マイクロコン
ピュータの制御動作を説明するためのフローチャート、 第９図は４群ズームレンズの一般的構成を示す図、第１
Ｏ図は、ｆ２／　Ｆ　、。とレンズの距離環の停止位置
ずれの関係を示す特性図、 第１１図、第１２図は能動型測距装置の動作原理図、 第１３図は能動型測距装置の構成を示すブロック図であ
る。 どピデャーカｐ ？！ ？？　？？ 寸 、ビ亡−ｚｇ、！ ’ｎｎ。 〃′ 第７Ｚ図 （・イ） （ロ） （ハ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに方式の異なる第１及び第２の焦点検出装置
   を組み合せて使用可能な装置において、前記第１の焦点
   検出装置を単独で使用する状態と、前記第２の焦点検出
   装置とを組み合せて用いる状態とで、前記第１の焦点検
   出装置の合焦検出特性を可変する制御手段を備えたこと
   を特徴とする自動焦点検出装置。
2. （２）レンズを交換可能なカメラにおいて、前記カメラ
   側に自動焦点調節装置を有するか否かを検出する検出手
   段と、該検出手段の出力に応じて前記レンズ側の自動焦
   点調節装置の焦点検出精度を制御する制御手段とを備え
   たことを特徴とするカメラ。
3. （３）前記レンズ側の自動焦点調節装置は能動型測距装
   置、前記カメラ側の自動焦点調節装置は受動型測距装置
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記
   載のカメラ。