JPH03228006A - 撮影系 - 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】 （＃東上の利用分野） 本発明は撮影系に関し、特にＪ亥撮影系を装着する光学
装置内に設けた焦点検出装置により註撮影系のデイフォ
ーカス量や、これに相当するｉｌｔである所謂焦点外れ
量を検出し、該焦点外れ１ｉに応して撮影系の合焦用レ
ンズを移動させて焦点合わせを行う写真用カメラやビデ
オカメラ等のカメラ本体に装着する例えばレンズ系中の
一部のレンズ群て焦点合わせをするインナーフォーカス
式の撮影レンズや極近接撮影（マクロ撮影）を［１的と
したマクロレンズ等の撮影系に関するものである。

（従来の技術） 従来よりカメラ本体側である光学装置側に設けた焦点検
出装置により撮影系の焦点外れ量を検出し、このときの
出力信号を用いて撮影系の合イ＋；、　ｍレンズを移動
させて焦点合わせを行った自動合焦装置か、例えば特開
昭６２−７８５１９号公報や特開平１−１３１５０８号
公報等で提案されている。

般に撮影系の焦点外れ量と焦点合わせの際に移動させる
へき合焦用レンズの移動量との関係は非線形になってい
る。例えば単一の焦点距離の撮影系では物体距離や合焦
用レンズの光軸上の位置等によって焦点外れ量は異なり
、又変倍系な有する＆影系てはズーム位置、物体距離、
合焦用レンズの光軸上の位置等により各々異ってくる。

これは合焦用レンズの光軸上の微少移動量ΔＸに対する
結像面位置の移動量ΔＸ′の比Δｘ′／ΔＸ、所謂敏感
度か撮影系の各要素及び撮影条件により異ってくる為で
ある。

例えば単一の焦点距離の撮影系において焦点外れ量かΔ
ｄあったとき、仮りにレンズ系全体を移動させてフォー
カスを行う場合、該撮影系をΔｄ６動させたのでは焦点
は合わなくなってくる。特にこのときの焦点合わせ誤差
は近距離物体になる程大きくなってくる。

又、物体側の第ルンズ群か合焦用レンズの例えば焦点距
離ｆ＝１からｆ＝４の変倍系な存するｌ！を影系におい
て、焦点外れ量がΔｄあり焦点距離ｆ＝１における合焦
用レンズの移動量がΔＸＷてあったとする。変倍を行い
焦点距離なＦ＝４にすると合焦用レンズの移動量ΔｘＴ
は略ΔｘＴ＝Δｘｗ／４２と変化してくる。このように
焦点外れ嵯か同一てあフても合焦用レンズの移動量は変
倍系のズーム位置により異ってくる。

又、撮影系の合焦用レンズ群か無限遠物体に合焦してい
る位置にある場合と近距離物体に合焦している位置にあ
る場合とでは同一の焦点外れ量があっても合焦用レンズ
の移動させるべき量は異ってくる。

この他、同し焦点外れ量があっても物体距離によって合
焦用レンズの移動量は異ってくる。以上の理由により焦
点検出手段により撮影系の焦点外れ量を検出しても撮影
系における各種の要素を考慮して合焦用レンズの移動量
を求めなければ鯖度良く焦点検出を行うことができない
。

これに対して本出願人は先の公報において焦点検出手段
で検出された焦点外れ量と撮影系固有の敏感度に相当す
る基準値と該基準値を焦点外れ量に応じて補正する補正
係数（定数）とを含む所定の関数を利用することにより
焦点合わせをすべき合焦用レンズの移動量を高鯖度に求
めることのできる自動合焦装置やそれを利用した撮影系
を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は本出願人の先の公報で提案した自動合焦装置用
の撮影系を更に改良し、無限遠物体から至近物体に至る
撮影距離範囲を複数のフォーカス領域に分割し、該フォ
ーカス領域に位置する撮影系の一部を構成する合焦用レ
ンズの位置を合焦用レンズ検出手段により検出し、該合
焦用レンズ検出手段からの出力信号に基づいて、該フォ
ーカス領域毎に記憶部に設けた基準値と補正係数、又は
演算手段で所定の演算方法により求めた基準値と補正係
数とを利用することにより、該撮影系の合焦用レンズの
焦点合わせの為の移動量を精度良く求める際に好適な撮
影系の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の撮影系は、撮影系の一部に合焦用レンズ検出手
段と記憶部又は演算手段を設け、該合焦用レンズ検出手
段は無限遠物体から至近物体に至る撮影距離範囲をｎ個
（ｎは複数）のフォーカス領域に分割したうちの１つの
フォーカス領域に位置する該撮影系の一部を構成する合
焦用レンズの位置を検出しており、１該撮影系を装着す
る光学装置内の焦点検出−１段により検出した該撮影系
の焦・−１・、外れ（１１：より詠合焦用レンズで合焦
する為に必要な移動量を求めるス、）のＪ！準値と該基
準値を焦点外れ［７１に応じて補正する補１１係数とか
該複数に分割されたフォーカス領域毎に詠記憶部に記憶
されているか又は詠演算Ｆ段により該合焦用レンズ検出
上段からのフォーカス領域仏壮と特定の基準値と特定の
補正係数とに基づいて求められてあり、これらのフォー
カス領域における基準値と補正係数は該合焦用レンズ検
出手段からの信号に基づいて該光学装置内の焦点検出手
段において、該合焦用レンズの移動量を求める際に用い
られており、無限遠物体から至近物体に至る撮影距離範
囲内での該合焦用レンズの敏感度のうち最大値と最小値
を各々ＳＭＡＸ　＋　Ｓ　ＭＩＮ　、分割された複数の
フォーカス領域のうち任意の１つのフォーカス領域内で
の該合焦用レンズの敏感度のうち最大値と最小値を各々
Ｓ　（１）ＭＡＸ　、　　Ｓ　（１）ＭＩＮとしたとき
なる条件を満足するように撮影距離範囲か複数のフォー
カス領域に分割されていることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の撮影系をカメラ本体に装着したときの
一実施例のブロック図である。図中、１０はカメラ本体
、１は撮影系であり単一焦点距離の結像系や変倍系等か
ら成り、合焦用レンズを有している。２は焦点検出手段
であり撮影系１の予定結像面からのデイフォーカス量若
しくはこれに相当するりである焦点外れ量を検出してい
る。

３は撮影系１内に設けた記憶部であり撮影系固有の光学
約諾数値、例えば合焦用レンズの移動に関する基準値Ｓ
と焦点外れ量を関数で表わしたときの該関数に対する比
例定数（以下「補正係数」ともいう。）Ａか記憶されて
いる。

本実施例では撮影系１が単一の焦点距離の撮影レンズよ
り成るときは無限遠物体から至近物体に至る距離範囲を
前述の条件式（１）　、　（２）を満足するように複数
のフォーカス領域に分割し、各フォーカス領域毎に基準
値Ｓｉと補正係数Ａｉを記憶部３に記憶している。

又撮影系１か変倍部を有するズームレンズより代るとき
は複数のズーム領域に分割した各ズーム領域毎にも各々
前述と同様の基準値Ｓ（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ（ｉ、ｊ
）を記憶している。

７は合焦用レンズ検圧手段であり合焦用レンズか複数に
分割されたフォーカス領域のうち、どのフォーカス領域
に位置しているのかを検出している。

４は第１演算手段てあり合焦用レンズ検出手段７からの
信号に基づいて選択された記憶部３からの基準値Ｓと補
正係数Ａと焦点検出手段２で求めた焦点外れ量Δｄとか
ら後述する方法により合焦用レンズを移動させるべきと
きの敏感度に相当する移動係数Ｓｄを求め、これより合
焦用レンズの移動させるへき量ΔＸを演算している。５
は駆動手段であり第１演算手段４で求めた演算結果に基
づいて合焦用レンズを所定量移動させている。

焦点検出手段２と第１演算手段４、そして後述する判別
手段６は焦点検出装置の一部を構成しカメラ本体１０側
に収納されている。

一般に焦点外れ量に対する合焦用レンズの移動量は物体
距離、合焦用レンズの光軸上の初期位置、ズーム位置等
によって異ってくる。

例えば物体距離か同一であっても合焦用レンズの光軸上
の位置によって焦点検出手段により得られる焦点外れ量
Δｄは異ってくる。

例えば第２図に示すように物体距離が２２、で撮影系２
１の合焦用レンズ２２が合焦すべき位置よりＸ２１１１
１れていたとする。このとき焦点検出手段て得られる焦
点外れ量Δｄ２１と合焦用レンズの移動量Ｘ　２１との
関係は同図（Ｃ）の如くになる。ここで焦点外れＶΔｄ
２＋は点ａ２１−　ａ２２＋　ａ２３＋ａ２４で囲まれ
る面積に相当している。

方、合焦用レンズか同図（Ｂ）のように合焦すべき位置
よりＸ２２離れていたとすると焦点検出手段で得られる
焦点外れ４ｔΔｄ２２は点ａ２ａ　２５１　ａ　２６．
　ａ　２４て囲まれた面積に相当する。

尚、同図（Ａ）、（１１）てＰ２Ｏはｔ定結像面、２０
は物体である。このように一般の撮影系では焦点外れ晴
Δｄと合焦用レンズ′の移動量Ｘとは非線形の関係にあ
る。

そこで本実施例ではカメラ本体１０内の第１演算手段４
では焦点外れ量Δｄから合焦用レンズの移動Ｑｘを求め
る際、焦点外れ量と合焦用レンズの移動−１との非線形
を移動係数Ｓｄなるものを新たに定義し、これと焦点外
れ閂Δｄより合焦用レンズの移動量を精度良く求めるこ
とを特徴としている。

次に本実施例の撮影系をカメラ本体に装着したときの動
作をまず撮影系が単一焦点距離の結像系から成る場合に
ついて述べる。

第１図に示すよ・うにまず焦点検出手段２により撮影系
の焦点外れ量Δｄを検出する。そして判別手段６により
焦点外れ量Δｄが撮影系の許容範囲内のときはレリーズ
等の撮影を行うようにし、許容範囲外のときは第１７Ｗ
算手段４に焦点外れ量Δｄか入力される。

一方、撮影系ｌの一部に設けた合焦用レンズ検出手段７
により撮影、ｖ−１内の合焦用レンズか前述した如く複
数に分割したフォーカス領域のうち、とのフォーカス領
域に位置しているのか検出する。そしてこのときの合焦
用レンズか位置しているフォーカス領域に相当する基準
値Ｓｉと補正係数Ａｉを記憶部３より選択して第１１寅
ｐ手段４に人力している。

第１演算手段４では基準値Ｓｉと補正係数Ａｉ、そして
焦点外れ量Δｄを用いて合焦用レンズを移動させる際の
移動係数Ｓｄを焦点外れ量Δｄの１次又は２次以上の任
意の関数ｆ（Δｄ）を用いて ５ｄ＝Ｓｉ＋Ａｉｘｆ　（Δｄ　）　−−−・−（＋）
として求めている。

そして（１）式で求めた移動係数Ｓｄと焦点外れ苗Δｄ
より合焦用レンズの移動量ＸをＸ：Δｄ／Ｓｄ　　　　
　　　　・・・・・・（２）として求めている。そして
駆動手段５により撮影系１内の合焦用レンズを第１演算
手段４からの出力値にシして移動させている。

本実施例では焦点検出手段２から得られた焦点外れ量Δ
ｄを各々のフォーカス領域における撮影系の敏感度に相
当する基準値Ｓｊと補正係数Ａｉを用いて補正し、その
後、合焦用レンズの移動量を決めている。例えば本実施
例ては（１）式で関数ｆ（Δｄ）を２次式で表わし、 ５ｄ＝Ｓｉ＋Ａｉ・Δｄ２　　・・・・・・（３）なる
式を用いて移動係数Ｓｄなるものを求め、この移動係数
Ｓｄと焦点外れ量Δｄとから合焦用レンズの移動量Ｘを
（２）式より求めるようにしている。

このように焦点外れ量Δｄの代わりに（２）式で求めた
値Ｘだけ合焦用レンズを移動させることにより従来に比
べ、より蹟度良く合焦用レンズを所定位置に移動させる
ことを可能としている。

次に撮影系か変倍系な有している場合の一実施例につい
て説明する。撮影系が変倍系な有しているときは単一焦
点距離の結像系の場合に比べて前述の複数のフォーカス
領域に対して各々設けた基準値Ｓと補正係数Ａの値を更
に複数に分割されたズーム領域の各ズーム領域毎に各々
記憶させている点に特徴がある。

第３図は第１図のブロック図をＩＩＩＬ影系が変倍系を
有している場合について特に詳細に示したものであり、
第１図と同一の要素には同一の符番を付しである。

第３図において記憶部３には複数に分割された各フォー
カス領域毎の基準値と補正係数が広角端から望遠端の全
ズーム範囲を、例えば級数的に複数に分割したズーム領
域の各ズーム領域毎に記憶されている。

即ち、基準フォーカス領域から第１番目のフォーカス領
域でかつ基準ズーム位置から第ｊ番１１のズーム領域に
おける基準値Ｓ（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ（ｉ、ｊ）か各
々記憶されている。但し１＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｍ（ｎ、
ｍは整数）６４１は撮影系１若しくはカメラ本体側に設
けたズーム１１′／置検出ト段であり撮影系１の変倍部
のズーム位置を検出している。即ち変倍系のズーム範［
川を複数個に分割したとき焦点検出を行っている変倍系
のズーム位置か基準とした例えば望遠端から何番１１に
相当しているかを検出している。

ズーム（−ｊ置検出丁段４１と合焦用レンズ検出手段７
からの出カイ、；号に基づいて記憶部３からは基準値Ｓ
（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ（ｉ、ｊ）か選択されて第１演
算手段４に人力されている。

方、カメラ本体１０内の焦点検出手段２から焦点外れら
（Δｄ２か検出され、判別手段６で判別され、許容範囲
外のときは第１演算手段４に該焦点外れ量Δｄ２が入力
される。

本実施例では合焦用レンズの移動係数ＳＺｄを第１演算
手段４により焦点外れ量Δｄ２を関数とするｆ（Δｄｚ
）を用いて Ｓ　ｚｄ＝　Ｓ　（ｉ、Ｊ）　＋　Ａ　（ｉ、ｊ）　Ｘ
　ｆ　（Δｄｚ）・・・・・・・・（４） より求めている。そして合焦用レンズの移動量Ｘｚを より求めている。

第４図は変倍部を有する撮影系の望遠端において合焦用
レンズの無限遠物体から至近物体に至る光軸トの各位置
において、焦点外れ星Δｄを検出したときに１回の演算
で合焦させる為の移動係数Ｓｄを表わしたものである。

例えばＬｍの物体距離に合焦する位置に合焦用レンズが
位置しており、このとき焦点外れ量Δｄとして＋１０ｍ
ｍを検出したとき、１回の演算て合焦させるには（４）
式によフて求められる移動係数Ｓｄか同図に示すように ５ｄ＝Ｓｄ　（Ｌ） になるように求められれば良いことになる。

ここで第４図の縦方向、即ち焦点外れ量Δｄの大きさに
よって移動係数Ｓｄが変化する方向は補正係数Ａを用い
て補正することかできる。

次に横方向に対する移動係数Ｓｄの変化は合焦用レンズ
の光軸上の位置を航述の如くｎ個に分割し、各々のフォ
ーカス領域において基準値Ｓ（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ　
（ｉ、ｊ）（ｉ＝１〜ｎ）を持つことによって補正して
いる。

この為、本実施例では分割数ｎが大きければ大きい程、
高精度に移動係数Ｓｄを求めることが出来るようになる
。

尚、以上の各実施例において記憶部に各フォーカス領域
と各ズーム領域に各々基準値Ｓ　（ｉ。

Ｊ）と補正係数Ａ（ｉ、ｊ）を記憶しておく代わりに、
記憶部の代わり又は該記憶部と共にカメラ本体内又は撮
影系の一部に第２演算手段を設けて合焦用レンズ検出手
段とズーム位置検出手段からの出力信号を用いて基準値
Ｓ（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ（ｉ、ｊ）の一部又は全部を
演算して求めても良い。

例えばフォーカス領域毎に基準値５ｉ（０）が記憶され
ており、各ズーム領域における基準値５ｉ（ｊ）を演算
するには、変倍柔か望遠端より第ｊ番目のズーム領域に
あったとすると、このときの該ズーム領域における基準
値５ｉ（ｊ）を・・・・・・・・（６） として求めるのが良い。

（６）式において望遠端のときはｊ＝１となりＳｉ　（
１）＝Ｓｉ　（０）となり５ｉ（１）は望遠端の敏感度
となる。

（発明の効果） 本発明によれば合焦用レンズが前述の条件式（ａ）　、
　（ｂ）を満足するように複数に分割したフォーカス領
域のとのフォーカス領域に位置しているのかを合焦用レ
ンズ検出手段で検出し、又変倍部な有しているときは変
倍部が複数に分割したズーム領域のどの領域に位置して
いるのかをズーム位置検出手段で検出し、このときのフ
ォーカス領域とズーム領域に対応する基準値５（１）又
はＳ　（ｉ、ｊ）と補正係数Ａ（１）又はＡ　（ｉ。

ｊ）を用いて（１）式又は（４）式より移動係数Ｓｄ、
又はＳＺｄを求め、このときの移動係数と焦点外れ晴よ
り演算手段により（２）式又は（５）式より合焦用レン
ズの移動量を求めることによって高精度な自動合焦か可
能な撮影系を達成することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＷＬ影系なカメラ本体に装
着したときのブロック図、第２図は焦点外れ量と合焦用
レンズの移動に関する説明図、第３図は本発明の一実施
例の変倍系な有した＃ｉ影系をカメラ本体に装着したと
きのブロック図、第４図は本発明における合焦用レンズ
位置と焦点外れ徴と移動係数との関係を示す説明図であ
る。 図中、１０はカメラ本体、１は撮影系、２は焦点検出手
段、３は記憶部、４は第１演算部、５は駆動手段、６は
判別手段、７は合焦用レンズ検出手段、３１はズーム位
置検出手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影系の一部に合焦用レンズ検出手段と記憶部又
   は演算手段を設け、該合焦用レンズ検出手段は無限遠物
   体から至近物体に至る撮影距離範囲をｎ個（ｎは複数）
   のフォーカス領域に分割したうちの１つのフォーカス領
   域に位置する該撮影系の一部を構成する合焦用レンズの
   位置を検出しており、該撮影系を装着する光学装置内の
   焦点検出手段により検出した該撮影系の焦点外れ量より
   該合焦用レンズで合焦する為に必要な移動量を求める為
   の基準値と該基準値を焦点外れ量に応じて補正する補正
   係数とが該複数に分割されたフォーカス領域毎に該記憶
   部に記憶されているか又は該演算手段により該合焦用レ
   ンズ検出手段からのフォーカス領域信号と特定の基準値
   と特定の補正係数とに基づいて求められており、これら
   のフォーカス領域における基準値と補正係数は該合焦用
   レンズ検出手段からの信号に基づいて該光学装置内の焦
   点検出手段において、該合焦用レンズの移動量を求める
   際に用いられており、無限遠物体から至近物体に至る撮
   影距離範囲内での該合焦用レンズの敏感度のうち最大値
   と最小値を各々Ｓ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ、Ｓ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ、分割
   された複数のフォーカス領域のうち任意の１つのフォー
   カス領域内での該合焦用レンズの敏感度のうち最大値と
   最小値を各々Ｓ（ｉ）＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ、Ｓ（ｉ）＿Ｍ＿Ｉ
   ＿Ｎとしたとき｜Ｓ（ｉ）＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ｜ ＜１．５ ｜Ｓ（ｉ）＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ｜ ｌｏｇ（｜Ｓ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ｜／｜Ｓ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ｜）＜
   ｎ ｌｏｇ（１．５） なる条件を満足するように撮影距離範囲が複数のフォー
   カス領域に分割されていることを特徴とする撮影系。
2. （２）前記撮影系は変倍部と該変倍部のズーム位置を検
   出するズーム位置検出手段とを有しており、前記基準値
   と前記補正係数は複数に分割されたズーム領域毎に前記
   記憶部に記憶されているか又は前記演算手段により該ズ
   ーム位置検出手段からのズーム位置信号と特定の基準値
   と特定の補正係数とに基づいて求められていることを特
   徴とする請求項１記載の撮影系。