JPH0273319A - 自動焦点調節装置 - 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、ズーム機能を備えたビデオカメラに適する自
動焦点調節装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のズームレンズでは、被写体光の結像位置がズーミ
ングに依らず一定となるように、バリエータレンズとコ
ンベンセータレンズとの間隔をカム環で規制することが
一般的である。そのようなズームレンズでは焦点合わせ
は前玉レンズで行っている。

一方、米国特許２．７８２．６８３号には、摺動抵抗を
用いてバリエータレンズとコンベンセータレンズの位置
検出を行い、カム環を用いずにバリエータレンズとコン
ベンセータレンズとの位置関係を規制する技術が開示さ
れているが、カム環の代わりにレンズ位置検出用の摺動
抵抗が必要になる。

また、特公昭５２−１５２２６号公報には、−旦、手動
でピントを合わせた後、ズーミングすると、ズームレン
ズの絶対的焦点距離情報に応じてフォーカスレンズを位
置制御することにより結像面補償を行うようにしたズー
ムレンズが開示されているが、自動焦点調節装置と関連
させたものではないので、−旦、手動でピントを合わせ
ておいてからズーミングしなければならず、しかも、ズ
ームレンズの絶対的焦点距離情報を必要とし、また、フ
ォーカスレンズの駆動速度制御ではなく位置制御を行っ
ているものであるから、ズーミング中の合焦を常に保証
するとは限らなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、ズームレンズでは、被写体光の結像位置
がズーミングに依らず一定となるように、バリエータレ
ンズとコンベンセータレンズとの間隔をカム環で規制す
ることが一般的であるが、レンズの小形軽量化のために
、このカム環を用いずにズーミング時の合焦状態を確保
することが望まれる。

そこで、１眼レフ用のズームレンズでは、上記カム環を
無くし、焦点検出情報に基づいてコンベンセータレンズ
を位置制御して、バリエータレンズとの相対位置を保つ
と共に、焦点合わせもコンベンセータレンズによって行
うものが提案されている。このような１眼レフにおいて
は、シャッターレリーズ時にのみ焦点が合っていれば良
く、ズーミング中に合焦状信を保ち続ける必要はないの
で、焦点検出情報に基づいてコンベンセータレンズを位
置制御するだけで良い。しかしながら、ビデオカメラで
は撮影を行いながらズーミングを行うので、ズーミング
中にも常に合焦状態を保ち続けることが要求される。

また、コンベンセータレンズの駆動制御のための情報源
を焦点検出情報のみに依存し過ぎると、焦点検出情報の
信頼度が低い場合には却って合焦状態から大きく外れる
恐れがあった。したがって、焦点検出情報への依存度を
可及的に低減することが望まれていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、カム環のような連結部材を用い
ずに、結像面補償機能を含むフォーカスレンズの駆動速
度を制御してズーミング中にも合焦状態を保ち続けるよ
うにした自動焦点調節装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る自動焦点調節装置にあっては、上記の課題
を解決するために、変倍用のバリエータレンズと結像面
補償機能を含むフォーカスレンズとを連結部材を介さず
に含んで成る撮影レンズと、撮影レンズを通過した被写
体光により撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検
出手段と、バリエータレンズの駆動中に撮影レンズの焦
点距離情報とフォーカスレンズの位置情報に基づいてフ
ォーカスレンズの駆動速度を制御する制御手段とを備え
て成るものである。

［作用］ 本発明にあっては、変倍用のバリエータレンズの駆動中
に撮影レンズの焦点距離情報とフォーカスレンズの位置
情報に基づいてフォーカスレンズの駆動速度を制御する
ようにしたので、カム環のような連結部材を用いずに、
ズーミング中においても常に合焦状態を維持することが
できるものである。

特に、本発明にあっては、フォーカスレンズの位置情報
に基づいてフォーカスレンズの駆動速度を制御するよう
にしたことが大きな特徴であり、このため、被写体距離
が遠距離であっても近距離であってもフォーカスレンズ
の駆動速度を理想的な制御速度に近付けることが可能と
なっている。

第８図はテレ側からワイド方向にズーミングする場合に
ついて、比較的遠距離の成る撮影距離に適するフォーカ
スレンズの理想的な制御曲線Ｆと、比較的近距離の成る
撮影距離に適するフォーカスレンズの理想的な制御曲線
Ｎを示している。横軸はバリエータレンズ駆動開始後の
経過時間を示しており、縦軸はフォーカスレンズの繰り
出し量を示している。図中、矢印は焦点距離情報に基づ
いて設定されるフォーカスレンズの駆動速度を示してお
り、各焦点距離情報に対応する値を細かく記憶しておく
か、又はバリエータレンズの駆動開始後の経過時間に基
づいて算出される。矢印で示す駆動速度と曲線Ｆ又はＮ
で示す理想的な速度制御曲線の傾きは一致していること
が望ましい。この傾きが一致していないと、時間経過に
伴って徐々に焦点がずれることになり、例えば焦点検出
情報に基づいてフォーカスレンズの駆動速度を補正する
必要が生じる。

第８図において、ゾーンＡでは撮影レンズの焦点距離が
長く、撮影距離が近距離の場合と撮影距離が遠距離の場
合とでは、フォーカスレンズの理想的な制御速度（曲線
ＮとＦの傾き）が大きく異なる。そこて゛、ゾーンＡで
はフォーカスレンズの位置が破線で示す繰り出し量より
も大きければ、フォーカスレンズの駆動速度を近距離の
制御曲線Ｎに沿うように低速度に設定し、フォーカスレ
ンズの位置が破線で示す繰り出し量よりも小さければ、
フォーカスレンズの駆動速度を遠距離の制御曲線Ｆに沿
うように高速度に設定する。これによって、撮影距離に
拘わらずフォーカスレンズの駆動速度を理想的な制御速
度に近付けることが可能となるものである。

なお、ゾーンＢでは撮影レンズの焦点距離が短くなり、
撮影距離が近距離の場合と撮影距離が遠距離の場合とで
フォーカスレンズの理想的な制御速度は余り相違しない
。したがって、ゾーンＢではフォーカスレンズの位置情
報に基づくフォーカスレンズの速度制御は省略しても良
い。

本発明の更に詳しい構成及び作用については、以下の実
施例の説明において詳述する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る自動焦点調節装置の全
体構成を示す図である。図において、１〜４のレンズ群
は変倍機能を有する撮影用ズームレンズを構成しており
、そのうち、２が変倍用のバリエータレンズ、３が焦点
合わせ用のコンベンセータレンズである。５はバリエー
タレンズ２の位置を読み取るズームエンコーダであり、
バリエータレンズ２の全移動範囲を５つの焦点距離ゾー
ン（第１〜第５ゾーン）に分割し、そのうち、どのゾー
ンにバリエータレンズ２が位置しているかを検出する。

６はバリエータレンズ２を駆動するためのズームモータ
、７はコンベンセータレンズ３を駆動するためのＡＦモ
ータである。８は焦点検出部であり、撮影レンズ１〜４
を通過した被写体光を用いて焦点検出を行う、９は駆動
回路であり、マイクロプロセッサ１０からの信号により
ズームモータ６とＡＦモモ−７を駆動する。１１はズー
ミングのために操作されるズームキー（スイ・ソチ）で
ある。１２は撮像部であり、２次元のＣＣＤ撮像素子を
含んでいる。

次に、焦点検出部８の構成を説明する。

第２図は焦点検出部８の構成を光学系を含めて示したも
のであり、３０は撮影レンズ（第１図のレンズ１〜４に
対応する）、３１はリレーレンズ、３２は再結像レンズ
、３３はＣＣＤラインセンサ、３４は絞りマスクであ、
る、撮影レンズ３０を通過した入射光は絞りマスク３４
により２つの光束に分割され、再結像レンズ３２により
ＣＣＤラインセンサー３３上に設定された基準部と参照
部の２つの領域に結像する。ＣＣＤラインセンサー３３
上に結像した２つの像間隔は、第３図に示すように、合
焦時を１０とすると、前ビンの場合は！。

よりも小さく、後ビンの場合はｒ。よりも大きくなる。

そして、この像間隔は、デフォーカス量にほぼ比例する
。したがって、この像間隔を検出することにより、合焦
、非合焦を知ることができると共に、非合焦の場合には
、デフォーカスの量および方向を知ることができる。そ
れ故、ズーミングしないときの焦点合わせは、前述の第
１図に示す焦点検出部８からの情報を元にマイクロプロ
セッサ１０でデフォーカス量を算出し、それに相当する
距離だけコンベンセータレンズ３を移動させるようにＡ
Ｆモモ−７を駆動して行うものである。

次に、ズーミング時に合焦状態を保たせるための方法に
ついて説明する。

第４図は焦点距離に対するバリエータレンズ２（以下、
「バリエータ」と呼ぶ）の繰出量と、結像面位置を一定
にするためのコンベンセータレンズ３（以下、「コンベ
ンセータ」と呼ぶ）の繰出量との関係を示している。但
し、被写体距離については、１信と２．２ｍと無限遠の
場合のみ示した。したがって、コンベンセータを図の曲
線に沿うように駆動制御することができれば、ズーミン
グ中にも合焦状態を保つことができる。

第５図において、曲線はズーミング中に合焦状態を保つ
ためのコンベンセータの理想的な動きを表しており、実
線の矢印はコンベンセータの実際の動きの一例を表して
いる。この実線の矢印の軌跡が前記曲線に近い範囲に収
まれば、実用上の合焦状態が保たれることになる。ズー
ミング中にコンペンセータを駆動制御するための情報と
しては、焦点距離、ズーミングの方向、焦点検出情報（
デフォーカス量）、および焦点検出サイクルに関連した
経過時間情報がある。

ところで、焦点検出部８ではＣＯＤラインセンサー３３
で受光量に応じた電荷を蓄積（ＣＯＤ積分）し、マイク
ロプロセッサ１０では、その結果を元に焦点検出演算を
行うので、ズームキー１１がオン（第５図の時刻１＝１
ｏ）になってから、最初に焦点検出情報が得られる（第
５図の時刻１＝１．）までには、若干の時間が掛かる。

この間、バリエータだけを駆動させて、コンペンセータ
を停止させていると、ピントは大きくぼけることになる
。

そこで、ズームキー１１をオン（第５図の時刻ｔ＝ｔｏ
）にして、バリエータの駆動を開始すると同時に、コン
ペンセータの駆動も開始する。そのときのコンペンセー
タの駆動速度は、ズームエンコーダ５からの情報（バリ
エータの位置する焦点距離ゾーン）とズームキー１１か
らの情報（ズーミングの方向）とに基づいて、マイクロ
プロセッサ１０のＲＯＭテーブルから読み取った基本速
度（焦点距離ゾーンとズーミングの方向ごとに用意され
ている）である（初期基本速度と呼ぶことにする）。

例えば、ワイド方向にズーミングするとき、バリエータ
が第３ゾーン（第４図参照）に在れば、ＲＯＭテーブル
（第１表参照）からワイド方向、第３ゾーンの基本速度
（＋０．４１８制内／５ｅｅ）を読み取って、コンペン
セータの駆動速度とし、バリエータが第５ゾーンに在れ
ば、ＲＯＭテーブルからワイド方向５第５ゾーンの基本
速度（０，３２８ｍｍ／ｓｅｃを読み収って、コンペン
セータの駆動速度とする。

ただし符号は、コンペンセータを繰り出す方向を正とす
る。

ここで、基本速度の値について説明する。合焦状態にお
けるコンペンセータの繰出量が、最短撮影距離（例えば
１ｍ）でのコンペンセータの繰出量と、無限遠撮影距離
でのコンペンセータの繰出量との中間値となるような距
離の被写体（例えば２゜２ｎ＋）に対して、ある方向に
ズーミングを行うとき、理想的な合焦状態を保つための
コンペンセータの理想的な速度を基本速度としく第５図
の■１゜、■Ｖ１□、・・・等参照）、それの各焦点距
離ゾーンの切り換わり点における基本速度を、各焦点距
離ゾーンにおけるそのズーミング方向についてのコンペ
ンセータの初期基本速度としている（第７図のＶ　ｌ　
Ｏ＋ｖ２゜、■３・、・・・等参照）。１つの焦点距離
ゾーンに対して、テレ方向ズーミング用とワイド方向ズ
ーミング用の２つの初期基本速度が用意されており、全
焦点距離に対し計１０個の初期基本速度を持つ（第１表
参照）、焦点距離ゾーンによっては、ズーミング方向に
より、コンペンセータの初期基本速度の符号（コンペン
セータの駆動方向）だけでなく、絶対値も変えている。

これは、同一ゾーンであっても、テレ側寄りとワイド側
寄りとでは基本速度が異なるからである。

第１表　初期基本速度テーブル （ｍｅ／５ｅｅ） 第２表　速度変イヒ率（加速度〉テーブル（彌−／５ｅ
ｅ２） 第３表　デフォーカス効かし量テーブル（Ｔａ積／５ｅ
ｃ−μｍ） （以下余白） 次に、コンベンセータ繰り出し量のカーブ（第４図参照
）に合わせるために、基本速度をゾーンにおける経過時
間によっても徐々に変化させる。

例えば、第７図に示すように前述の最短撮影距離でのコ
ンベンセータ繰り出し量のカーブと無限遠撮影距離での
同カーブのほぼ中間値となるような撮影距離のカーブ（
例えば撮影距離２．２ｍのカーブ）に一致するような変
化特性を持たせ、この撮影距離では常に合焦状態を保っ
たままのズーミングが行われるようにしている。徐°々
に変化させる基本速度は、コンベンセータ駆動基本速度
をＶｎ、ゾーン内初期基本速度をＶｏ、速度変化率く加
速度）をαとすると、 Ｖｎ＝Ｖｎ−、＋α（Ｌｎ−ｔｎ−、）　　（ｍｍ／５
ｅｃ）　−°−■で表される。ただし、（ｔｎ−Ｌｎ、
）は第５図で判るように、焦点検出サイクルに相当し、
例えば、前述の第１図のマイクロコンピュータ１０によ
って計測されるものとする。また、■。、αはそれぞれ
第１表、第２表の値を記憶しているＲＯＭテーブルから
参照するものとする。

ところで、この基本速度でズーミングと同時にコンペン
セータを駆動した場合、撮影距離が約２゜２１Ｍでは合
焦状態を維持したままのズーミングを行うことができる
が、第４図から判るように、他の撮影距離では、コンペ
ンセータの繰り出し量のカーブが異なってくるので、合
焦状態を維持することができなくなる。そこで、バリエ
ータとコンペンセータの関係がコンベンセータ繰り出し
量のカーブに合致していないことで生じる非合焦度合、
すなわちデフォーカス量を前述の焦点検出部８により検
出して、コンペンセータの駆動速度を補正するために用
いるものとする。例えば、コンペンセータの実際の駆動
速度をＶ、検出デフォーカス量をＤ〔μｍ〕、検出デフ
ォーカス量から速度補正量を求めるための係数をｋとす
ると、前述の基本速度Ｖｎを用いて、 Ｖ−Ｖｎ＋に−Ｄ　　（ｍｍ／５ｅｃ）　　・−■で表
される駆動速度でコンベンセータを駆動するものとする
。ただし、係数には第３表の値を記憶しているＲＯＭテ
ーブルから参照するものとする。

ｋ　Ｄは、デフォーカス量りの値により正又は負の値を
取るので、速度の増減が可能となる。

つまり、基本速度Ｖｎだけでコンベンセータを駆動し続
けると、合焦状態から外れる場合も生じ得る。そこで、
ズーミングの開始後、焦点検出結果が得られるようにな
ると、ズーミング方向、焦点距離ゾーン、焦点検出サイ
クルに関連した経過時間情報、焦点検出情報（デフォー
カス量）に基づいて、コンベンセータの駆動速度を制御
することにより、合焦状態を保つようにするわけである
。

例えば、第１ゾーンでテレ端からワイド方向にズーミン
グを行う場合を例に取って、第５図及び第６図のフロー
チャートを元に、コンベンセータの速度制御を説明する
。ただし、被写体距離は１１とする。第５図中、ｔｏは
ズーミング開始時点における時刻を表しており、Ｖ　Ｉ
　Ｏ＋　Ｖ　ｌ　ｌ　＋　Ｖ　ｌ　２　＋・・・は基本
速度を、被写体距離ｌｌ１１における実線は、理想のコ
ンベンセータ繰り出し特性を、点線の矢印は基本速度に
よる駆動を、実線の矢印は実際の駆動速度による駆動を
表すものとする。また、Ｄ、、Ｄ２゜Ｄ３．・・・は実
線の矢印で駆動したときに検出されるデフォーカス量を
表し、表示の矢印は、デフォーカスの検出方向を表して
いる。なお、Ｄ　Ｉ、　Ｄ　２　、　Ｄ　３　。

・・・が図示の位置に表示しであるのは、例えば時刻１
＝　１＋で焦点検出演算の１サイクルが終了するが、こ
のときに検出されるデフォーカス量Ｄ１は同図下のタイ
ミングチャートで分かるように、ＣＣＤ積分が行われた
時点、更に詳しく言えば、ＣＣＤ積分の積分重心での検
出デフォーカス量であるという意味からである。

まず、＃０でズームキー及びズームエンコーダを読み込
み、＃１でズームキーがＯＮされているか否かを判定す
る。ズームキーがＯＮされていなければ、＃１から“通
常ＡＦモード”へ移行し、＃２でズーム中か否かを判定
する。ズーム中であれば、＃３でバリエータとコンペン
セータを停止させて＃４へ移行し、ズーム中でなければ
、＃３をスキップして＃４へ移行する。ズームキーを押
してズーミングを始める前は、′通常ＡＦモード”であ
り、＃０、＃Ｌ＃２、＃４と進んで通常ＡＦの焦点検出
を行う、その後、＃５で合焦か否かを判定する。非合焦
と判断されれば＃６に移行し、＃４で検出したデフォー
カス量に応じてコンペンセータを駆動し、＃０に戻る０
合焦と判断されれば＃６をスキップして＃０に戻る。

その後、ズームキーが押されると、＃０でズームキーの
ＯＮ信号及びズームエンコーダを読み込んで、＃１の判
定で“ズームエンコーダ°′へ移行し、第５図に示すよ
うなズーム制御を行う。今、バリエータがテレ端にあり
、ゾーンが第１ゾーンにあると仮定しているが、このバ
リエータの位置は、＃Ｏで読み込んだズームエンコーダ
のデータにより判別される。“°ズームエンコーダ”で
は、まず、＃７で１回目か否かを判定する。１回目であ
れば、＃８へ移行して初期基本速度ｖ１゜の設定を行う
と共に、＃９でバリエータとコンペンセータの駆動を同
時に開始する。すなわち、ズーミングを開始する（時刻
ｔ＝ｔｏ）、また、同時に＃１０で焦点検出のためのＣ
ＣＤの積分を開始する。時刻１＝１゜で設定される初期
基本速度Ｖ１゜は、第１表よりＶ　Ｈ６＝　１．４８４
ｍｍ／、ｅｃが選ばれる。＃１０で次の焦点検出サイク
ルの開始点である時刻ｔ　＝ｔ　ｌまでに焦点検出、す
なわち、ＣＣＤラインセンサーの積分動作及びＣＯＤデ
ータを使用してのデフォーカス演算が行われ、時刻１＝
　１．で■式及び■式によるコンペンセータ駆動速度の
変速が行われる。つまり、＃１０で焦点検出動作を行っ
た後、＃１１で焦点検出結果の信顆度判定を行い、焦点
検出不能と判定されたときには、＃１２で焦点検出不能
フラグＬＣＦを１にセットして、＃１４の判定に移行す
る。ここで、焦点検出不能とは、例えば被写体のコント
ラストが低く、被写体データの特徴が抽出できない場合
や、低照度等で被写体データのＳ／Ｎ比が悪く、信顆性
の高いデータが得られない場合のことを言う。今回は焦
点検出が可能であるとして、以下の議論を進める。＃１
１で焦点検出不能でないと判定され、＃１３へ移行して
、焦点検出不能フラグＬＣＦを０にリセットした後、＃
１４の判定に移行する。＃１４では、ズーム方向の変化
があったか否かを判定する。ズーム方向の変化がなけれ
ば、＃１５の判定へ移行する。＃１５では焦点距離ゾー
ンの変化があったが否かを判定する。前回と同じ第１ゾ
ーンであれば、焦点距離ゾーンの変化がないと判定され
て、＃１６へ移行し、■式による今回基本速度Ｖ　目の
演算を行う、今、仮に焦点検出サイクル（ｔｎ　　ｔｎ
−＋）を一定値５０　ｍ５ｅｃであると仮定すると、Ｖ
１１＝Ｖ１ｏ＋αＨ（ｔ＋　　ｔｏ＞＝１．４８４＋（
−１，２１３）Ｘｏ、０５−１．４２３　　＋ａｍ／ｓ
ｅｃ となる０次に、■式によるデフォーカス量Ｄ１に応じた
速度補正を行う、まず、＃２１で焦点検出不能フラグＬ
ＣＦを判定する。焦点検出不能フラグＬＣＦは０なので
、＃２２へ移行し、今回駆動速度Ｖを演算する。すなわ
ち、 Ｖ＝Ｖ、、＋に−Ｄ を演算する。＃２４では、今回駆動速度Ｖでコンペンセ
ータを駆動し、＃０に戻る。

第５図に示すように、時刻ｔ＝ｔｌで検出された１回目
のデフォーカス量Ｄ１はほとんどＯなので、今回駆動速
度はＶ””Ｖｚ＝　１．４２３ｍｎ＋／ｓｅｅとなり、
＃２４では基本速度ｖ１で駆動されることになる。これ
は第１回目は多少速度の差があっても検出デフォーカス
量が少ない、すなわち、焦点のズレは少ないので、基本
速度のままで良いということになる。

次に、＃Ｏ１＃１を経て、＃７の判定に至ると、今度は
２回目なので、＃８及び＃９をスキップして＃１０へ移
行し、２回目の焦点検出を行う。時刻ｔ　＝ｔ　２で焦
点検出が終わり、前回と同じ＜＃１１、＃１３、＃１４
、＃１５と進んで、＃１６で今回基本速度の演算を行う
。すなわち、ＶＩ２＝Ｖ１１　＋　（１，２１３）Ｘ　
０．０５＝　１．３６２　　＋ｕａ／ｓｅｅ を求める。そして、＃２１から＃２２へ移行し、今回駆
動速度■の計算を行う６時刻１＝１．で検出されるデフ
ォーカス量Ｄ２が一５０μｍであるとすると、 ｖ＝ｖ１２＋に−Ｄ ＝１．３６２＋０．０１２ｘ（−５０＞０．７６２　　
　ｍｍ／ｓｅｃ となり、＃２４では第５図の点線の矢印で示す基本速度
ｖ１２より遅い駆動速度■（実線の矢印で示す）で駆動
し、合焦ラインに近付けるようにコンペンセータ駆動速
度を変化させるものである。

次に、＃０、＃１．＃７、＃１０と進んで、３回目の焦
点検出を時刻１＝　１．までに行う。この場合も２回目
と同様に、まず＃１６で基本速度Ｖ　１３を、 Ｖ　ｌ　３　＝Ｖ　ｌ□＋（−１，２１３）ｘｏ、０５
＝　１．３０１　　ｍｍ／ｓｅａ として求め、ｔ＝　Ｌ、で検出されるデフォーカス量Ｄ
３＝−６０μｍとすると、＃２２で今回駆動速度を ｖ＝ｖ、、＋に−Ｄ −１，３０１＋〇、０１２ｘ（−６０）＝　０．５８１
　　　ｍｍ／ｓｅｅ のようにして求め、＃２４でコンペンセータ駆動速度を
変化させ、ｔ＝ｔ＊で実線の矢印で示すように駆動する
。次に、４回目の焦点検出を時刻１＝１゜に終了し、同
様に基本速度Ｖ　＋４＜−１、２４０Ｉ＊ｖａ／ｓｅａ
　）を求めた後、し＝ｔ、での検出デフォーカス量Ｄ　
４−２０　μｍを元に、今回駆動速度Ｖ（＝１．０００
ｍｍ／５ｅａ）を求めて、実線の矢印で示すように駆動
する。以降も同様に、１＝１．で基本速度Ｖ　Ｈ５（＝
　１　、１７９　ｍｍ／　５ｅａ）、さらに今回駆動速
度Ｖ＝Ｖ、、＋に−Ｄを求めるが、ｔ＝ｔｓテ（７）検
出デフォーカス量Ｄ５はほぼＯなので、今回は基本速度
で駆動する。以上のようにして、同一ゾーン内でのズー
ミング制御が行われ、前述の検出デフォーカス量り、、
Ｄ２．Ｄ３．・・・、Ｄ、がレンズの開放Ｆ値、焦点距
離等で決まる焦点深度内に収まるように第１表乃至第３
表の定数を設定することにより、合焦状態を維持したま
まで、ズーミングを実現することが可能となる。

次に、ｔ＝　ｔｓ以降、焦点距離ゾーンが変化した場合
には、第６図の＃１５でゾーン変化を判別して＃１９へ
移行し、新しいゾーン（ここでは、第２ゾーン）の初期
基本速度Ｖ　２　Ｇを設定して、＃２０でコンベンセー
タの駆動速度を変速し、＃０からの処理を繰り返すので
、以降も同様にしてズーミング制御を行う。＃１４でズ
ーム方向の変化があれば、＃１７へ移行してズーム方向
と焦点距離ゾーンに応じた基本速度をセットし、＃１８
でバリエータの駆動方向を反転させ、コンベンセータの
駆動速度を変速させる。

また、低コントラスト被写体や低照度下での被写体を撮
影しながらズーミングを行ったときは、途中で焦点検出
不能になったり、あるいは最初から焦点検出不能のまま
ズーミングを行うこともあり得るが、この場合には第６
図の＃２１で焦点検出不能と判別して、＃２３へ移行し
、基本速度Ｖｎのままで駆動する０例えば、上記の被写
体条件となるのは、主に室内撮影の場合であり、第７図
の基本速度設定のラインを良く撮影される距離（例えば
３〜５ｆｆｌの距離）に設定しておくことにより、この
ような場合でも大きくボケることをなくすことができる
。

これまでは比較的近距離の被写体に対してズーミングを
行った場合について説明してきたが、比較的遠距離の被
写体に対しても同様にしてズーミング制御が可能である
。すなわち、第５図では、被写体距離■ｍに対してのズ
ーミング制御についても例示されている。被写体距離１
ｈの場合と異なるのは、基本速度の設定が理想のコンベ
ンセータ繰り出し特性に対して全般的に緩やかなので、
各焦点検出サイクルｔ＋、ｔ２．ｔ）、・・・で検出さ
れるデフォーカス量Ｄ　、’　、Ｄ　、＋　、Ｄコ°、
・・・が被写体圧Ｎｌ１１の場合とは逆方向に検出され
ることにより、全般的に速めの駆動速度に補正されるこ
とぐらいである。この制御は、第６図の＃２２の演算で
デフォーカス量りの符号（デフォーカス方向）が正にな
ることによるものである。

以上のようにして、被写体距離によらず合焦状態を維持
しながらのズーミングが可能となる。なお、第６図中＃
　２　、＃　３はズーミング操作を止めた後、“ズーム
ＡＦモード”から“通常ＡＰモード”に移る前に、−旦
ズーム動作を停止させるためのものである。また、ズー
ムＡＦモードの１回目は、＃８で初期基本速度を設定す
るときに、必ずしもテレ端／ワイド端またはゾーン切替
わり点にあるとは限らないので、初期基本速度を設定し
ない方が良い場合もある。このような場合の対策として
、例えば前回にズーミングを終了した時点での基本速度
をメモリーしておいて、次回のズーミングを開始すると
きにメモリーから基本速度を読み出して＃９でこの基本
速度を用いるようにすれば良い。

また、焦点検出サイクル（ｔｎ　−ｔｎ−１）、・・・
の演算は、マイクロプロセッサ１０に内蔵されたタイマ
ーを用いて時間を計測するようにしても良いし、別の方
法として、焦点検出サイクル（ｔｎ　　ｔｎ−＋）を常
に一定になるようにして、０式の演算を簡単にしても良
い、この場合は、第１表と第２表の２つのＲＯＭテーブ
ルを１つのＲＯＭテーブルに簡略化できる。

同一ゾーン内で基本速度を順次変化させるこの方法は、
第４図に示すように、被写体距離の違いによるコンペン
セータ繰り出し特性のカーブが相似形をなしているため
、焦点検出情報による変速の効かし具合（例えば■式に
おける係数にの値）をテレ側（第１〜第２ゾーン〉以外
では小さくすることが可能で、ゾーン毎に必要最小値を
設定することにより、被写体により検出デフォーカス量
がばらついても、そのことによりコンペンセータ駆動速
度が急に変化して安定感を欠くということを少なくする
ことができる。

さらに、この実施例のように位相差検出方式の焦点検出
方式においては、検出デフォーカス量の信頼度を判定す
るために、２つのＣＣＤ（第２図参照）からの出力デー
タの一致度を表す相関係数を求めることが一般的に行わ
れる（詳細は特開昭６０−４９１４号公報参照）。そこ
で、■式における係数にの値を、第３表のように焦点距
離ゾーン毎に設定する以外に、同一の焦点距離ゾーン内
でも上記相関係数の値により複数のランクのに値を持た
せるようにしても良い。すなわち、相関度の高い（２つ
のＣＯＤからの出力データの一致度が良い）ときのデフ
ォーカス量りは信頼度が高いので、速度補正のための係
数にの値を大きくし、また、逆に同一の焦点距離ゾーン
内であっても相関度の低い（２つのＣＣＤからのデータ
の一致度が悪い）ときのデフォーカス量は信頼度が低い
ので、係数にの値を小さくする等の制御を行い、信頼度
の低いデフォーカス量のデータによってズーミング制御
が不安定にならないようにする方法もある。

また、ズーミング制御を安定にするための別の方法とし
て、被写体距離に応じて複数の基本速度ラインを持たせ
ることによって、デフォーカス量によって変速させる範
囲を、被写体距離範囲を分割して持たせ、デフォーカス
量によって変速させる割合を更に少なくさせる（係数に
の値を更に小さくする）方法もある６例えば、遠・近専
用の基本速度ラインをそれぞれ設けて、遠距離では第１
の基本速度ラインを、近距離では第２の基本速度ライン
を使用する。この場合は、遠距離であるか近距離である
がを判別することが必要で、例えばコンペンセータの繰
り出し位置を検出するようなエンコーダを設け、焦点距
離が第１〜第２ゾーンにあるときのコンペンセータの位
置を検出して遠側・近側の判別をすれば良い、ここで、
焦点距離の範囲が第１〜第２ゾーンだけで良いとしたの
は、これよりもワイド側では第４図からも分かるように
、被写体距離の違いに対するコンペンセータ繰り出し特
性のカーブの差が少ないからである。

また、遠側・近側の判別にビデオカメラのオートホワイ
トバランスの色温度検出機構を用いて照、明光源が人工
光（室内燈）であるか、太陽光であるかを判別して、人
工光ならば近距離側、太陽光ならば遠距離側の基本速度
ラインを選択するようにしても良い。さらにまた、照明
光源が人工光であるか太陽光であるかを判別して遠近を
判別する方法としては、オートホワイトバランスを用い
る代わりに、自動露出制御回路において、人工光に含ま
れる脈流成分（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を検出するよ
うにしても良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、変倍用のバリエータレンズの駆
動中に撮影レンズの焦点距離情報とフォーカスレンズの
位置情報に基づいて結像面補償機能を含むフォーカスレ
ンズの駆動速度を制御するようにしたので、カム環のよ
うな連結部材を用いずに、ズーミング中においても常に
合焦状態を維持することができ、それによって、ズーム
機能を有する撮影レンズを軽量小形化できるという効果
がある。また、特に本発明にあっては、フォーカスレン
ズの位置情報に基づいてフォーカスレンズの駆動速度を
制御するようにしているので、撮影距離が遠距離であっ
ても近距離であっても理想的な制御曲線に近い速度制御
を行うことが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動焦点調節装置の全
体構成を示す図、第２図は同上に用いる焦点検出部の構
成を示す図、第３図は同上の焦点検出部による焦点検出
状態の説明図、第４図は同上に用いる撮影レンズにおけ
るバリエータとコンペンセータの相対位置を示す説明図
、第５図は同上のコンペンセータの駆動制御の説明図、
第６図は同上の自動焦点調節装置の動作を示すフローチ
ャート、第７図はコンペンセータ駆動速度制御の基本速
度変化を説明するための図、第８区は本発明の作用説明
図である。 ２はバリエータレンズ、３はコンペンセータレンズ、８
は焦点検出部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）変倍用のバリエータレンズと結像面補償機能を含
   むフォーカスレンズとを連結部材を介さずに含んで成る
   撮影レンズと、撮影レンズを通過した被写体光により撮
   影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、バ
   リエータレンズの駆動中に撮影レンズの焦点距離情報と
   フォーカスレンズの位置情報に基づいてフォーカスレン
   ズの駆動速度を制御する制御手段とを備えて成ることを
   特徴とする自動焦点調節装置。