JPH0466008B2

JPH0466008B2 -

Info

Publication number: JPH0466008B2
Application number: JP57131106A
Authority: JP
Inventors: Tadao Takagi; Nobuo Okabe
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1982-07-29
Filing date: 1982-07-29
Publication date: 1992-10-21
Also published as: JPS5922013A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、撮影者が所望する駆動領域を設定し
うる様になした自動合焦装置に関するものであ
る。

自動合焦装置の焦点整合の迅速化を計るため
に、特開昭55−127626号公報では、撮影範囲を予
め遠距離、中距離、近距離というように分割し
て、それらのうち一つを指定できるように構成す
ることで、撮影者が撮影初期に上記３つの撮影領
域から一つを指定でき、まず撮影レンズが指定さ
れた領域に駆動され、そこから自動合焦制御が行
われるようになつている。

しかしながら、上記特開昭55−127626号公報で
は、撮影初期に所望する撮影領域に強制駆動され
自動合焦制御を開始するが、開始後に所望する撮
影領域から撮影レンズが出ないような制御を掛け
る手段がないので、焦点検出エリアに主要被写体
以外の物体の突入や手振れ等による焦点検出エリ
アのずれにより、所望する撮影領域から外れた領
域に撮影レンズが合焦制御されたり、全域を走査
し始めたりするという問題点がある。

また、別の特開昭54−113334号公報では、コン
トラスト検出方式の焦点検出装置を備えたもので
あり、焦点検出の為に撮影レンズとは別に設けら
れた焦点検出光学系により全撮影距離範囲を走査
し、そして、距離範囲選択部４によつて決められ
た所望する距離範囲内でのみ最大コントラスト位
置を検出し、（逆に言えば所望距離範囲外で最大
コントラストが検出されても無視する）、この最
大コントラスト位置に撮影レンズを移動すること
で合焦整合を行うように構成されている。ここで
言う所望する距離範囲とは、焦点検出装置が焦点
検出の為に全域の走査を行うが、その内で最大コ
ントラスト位置を求める為に決められた範囲を示
すに過ぎず、この距離範囲において撮影レンズの
駆動を制限するとか、焦点検出時の走査範囲を制
限するとか、このような制限を行つているもので
はない。

従つて、上記従来例では、撮影レンズの駆動を
制限する構成となつておらず、ましてや、撮影者
が撮影レンズの駆動を制限する所望撮影範囲など
撮影レンズの全撮影範囲の中から選択することな
ど出来ず、きめ細かく所望の撮影範囲を設定でき
ない問題点がある。

また、しかしながら従来のものは上述の如く全駆動領
域をいくつかの領域に分割して限界の定められた
各領域群の中から、所望の領域を選択するもので
あつて撮影者の所望する領域に近い予め定められ
た領域を選択せざるを得なかつた。したがつて選
択した領域が撮影者の所望する領域に完全に一致
する事はほとんど不可能であつた。

そこで本発明はこれらの欠点を解決し、撮影者
が所望するう領域に撮影レンズの駆動領域を完全
に一致させうる自動合焦装置を得ることを目的と
する。

第１図は本発明の一実施例の原理的な図で、一
眼レフカメラの撮影レンズ１の光軸に関して対称
に一対の再結像レンズ２，３が配置され、これに
より撮影レンズ１の透過光束の一部は焦点板Ｓ、
再結像レンズ２，３を介して一対の光電素子４，
５の受光面上に夫々導かれる。もちろん撮影レン
ズ１の透過によつて焦点板Ｓ上に形成される被写
体像は不図示のペンタプリズムを介してフアイン
ダ接眼部にも導かれ、フアインダ観察が可能であ
る。一対の光電素子４，５はそれぞれ像位置検出
用の光電変換器として作用するものであり、具体
的にはそれぞれ光電素子アレイから成る。光電素
子４，５の各受光面はフイルム面（予定焦点面）
と共役な位置（あるいはその近傍）に置かれ、こ
の各受光面上には撮影レンズ１を透過しかつ再結
像レンズ２，３を透過した光によりそれぞれ被写
体像が形成される。各受光面上の被写体像は撮影
レンズ１の光軸方向の移動に伴なつて第１図中の
光軸と直角な方向へ移動し、光電素子４，５は受
光面上を移動する各被写体像に関する信号を出力
する。そして同一の被写体像が光電素子４，５上
で所定の位置関係となると撮影レンズ１がその被
写体に合焦した状態、すなわちその被写体像がフ
イルム面上に結蔵する状態となる。処理回路６
は、一対の光電素子アレイ４，５からの出力信号
を入力して、これを比較することにより撮影レン
ズ１の前ピン、後ピン、及び合焦状態の判断を
し、その結果に基づいて駆動回路７を介しモータ
８を適宜駆動させる。束ち処理回路６肺モータの
如き撮影レンズ駆動手段を適宜制御する制御手段
として働く。モータ８の回転はクラツチ９、ギヤ
ートレイン１０を介して撮影レンズ１の指示部１
１に伝達され、これと撮影レンズ１を矢印の如く
前後に動かして撮影レンズ１を合焦位置へ動か
す。

一方、導電部材１２は撮影レンズ１に運動して
動く部材で、撮影レンズ１が無限遠制限位置にあ
る時は、VccすなわちHiに印加された電気接点
１３の電位が導電部材１２によつて電気接点１４
に伝えられ、そして処理回路６に入力される。こ
の信号を入力した処理回路６は、撮影レンズ１が
無限遠制限位置にあるものと判断し、その位置で
合焦状態にない場合には撮影レンズ１を至近方向
すなわち前方に駆動される。また、撮影レンズ１
が至近制限位置にある時は、グランドすなわち
L₀に引火された電気接点１５の電位が導電部材
１２により電気接点１４を介して処理回路６に入
力され、この信号により処理回路６は撮影レンズ
１が至近制限位置にあるものと判断し、その位置
で合焦状態にない場合には撮影レンズ１を無限遠
方向すなわち後方に駆動させる。

検出装置１６は、軸１７の回転を利用して撮影
レンズ１の変異を検出して、それを電気信号に変
換して出力する装置であつて、これに関しては後
に詳述する。かくして、撮影レンズ１がモータ８
の回転によつて駆動される場合、及び不図示の機
構によりクラツチ９が切られ撮影レンズ１が不図
示の手動操作部材によつて駆動される場合のいず
れの場合においても、検出装置１６からは撮影レ
ンズ１の変位を表わす信号が出力され、撮影レン
ズ駆動領域を設定する設定手段を検出装置１６と
共に構成する設定回路１８に入力される。

撮影レンズ１の駆動領域を制定するための設定
回路１８は所望の駆動領域の両端を各々設定する
事により、設定した領域内で撮影レンズ１を駆動
させるように処理回路６を制御する駆動領域の設
定の方法としては、まず撮影レンズ１をモータも
しくは手動により所望の撮影範囲の一方の端に合
焦するように駆動領域の一方の端−ここでは仮に
領域の無限遠側の端とする−に移動させ、その位
置で∞セツトスイツチ１９をONにする。次に、
撮影レンズ１を自動もしくは手動により所望の駆
動領域の他方の端−すなわち領域の至近側の端−
に移動させ、その位置で至近セツトスイツチ２０
をONにする。以上の操作により、所望の駆動領
域の設定は完了し、以後は設定された駆動領域内
で撮影レンズ１を駆動することになる。なお、設
定の順序は、無限遠側から行なつても至近側から
行なつても、∞セツトスイツチ１９や至近セツト
スイツチ２０をそれに対応させてONさせるなら
ば、どちらから先に設定してもさしつかえない。
駆動領域の設定をクリアーするには駆動領域を設
定した状態においてセツトスイツチ１９，２０を
単にONすればよい。

従つて、撮影中に駆動領域を変更する場合、例
えば無限遠側の端を変更する場合は、撮影レンズ
を所望の位置にモータ又は手動で移動させ、その
位置で∞セツトスイツチ１９を１度ONにしてリ
セツトし再びONにするか、最初にリセツトして
から所望の位置に移動させ再びONにすれば、そ
れで無限遠側の端のみが再設定された事になる。
至近側に端に関しても、同様な方法で再設定が可
能である。

さらに、撮影中に手動焦点調整に切り換えて設
定した駆動領域外に撮影レンズ１を移動させて撮
影を行ない、その後撮影レンズ１を駆動領域外に
あるままで再び自動焦点調整に切り換えるなら
ば、最初、駆動領域外を駆動し、その後設定され
た駆動領域の端を越えて駆動領域内に入ると、以
後は駆動領域内のみを駆動する状態に復帰する。

スイツチ２１は、これをONにすると撮影レン
ズ１の駆動領域が設定回路１８の制御下に入り、
OFFにすると撮影レンズ１の駆動領域は電気接
点１３によつて設定された無限遠制限位置と、電
気接点１５によつて設定された至近制限位置の間
になる。

ここで本実施例をより詳細に説明する。第２図
は第１図に示した処理回路６の例で、図中の入出
力端子ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは第１図と共通であ
る。入力端子ｅ，ｆにはそれぞれ光電素子４，５
からの出力が入力される。それらの値は一方では
差動アンプ１００を介してコンパレータ１０１，
１０２に入力され、しきい値電圧Vr⁺，Vr^-と比
較される。また他方ではコンパレーター１１１，
１１２に入力され、しきい値電圧Vr⁺と比較され
てその出力をORゲート１１３に入力する。そし
て、上記のコンパレーター１０１，１０２及びゲ
ート１１３の出力はNANDゲート１１４に入力
されるため、ゲート１１４は焦点整合時にはＬ
を、他の場合はＨを出力する。したがつて、ゲー
ト１１５，１１６はゲート１１４の出力がL₀の
時は、フリツプ・フロツプ１１０の出力によらず
共にL₀を出力し、またゲート１１４の出力がHi
の時は、フリプ・フロツプ１１０の出力を出力す
る。また、ゲート１０１，１０２の出力はゲート
１０８，１０９にも入力され、フリツプ・フロツ
プ１１０を介して、モーター８の回転方向を指示
する信号として出力される。

また、入力端子ｇには撮影レンズ１の位置にし
たがつて、Ｖc.c.、オープン、グランドのいずれか
の状態が印加され、そしてゲート１０３，１０４
はフリツプ・フロツプ１１０のＱと出力、及び
ｇ入力によつて変化するトランジスタ群の出力を
受け、フリツプ・フロツプ１１０の出力を反転さ
せる。いま、端子ｇがオープンの状態では、ゲー
ト１０３，１０４には導線１０５，１０６を通し
てVccが入力されているが、端子ｇにVccが印加
されると、ゲート１０３は導線１０５を通してグ
ランドが入力されるため、フリツプ・フロツプ１
１０の出力がL₀の時、すなわち後述するよう
にモーター８が撮影レンズ１を無限遠から至近の
方向に駆動させている時に限り、ゲート１０３の
出力はゲート１０８を介してフリツプ・フロツプ
１１０の出力を反転させる。なお、端子ｇがVcc
に印加されても、モーター８の回転方向が逆の場
合にはフリツプ・フロツプ１１０は反転しない。
同様にして、端子ｇにグランドが引火されると、
ゲート１０４には導線１０６を通してグランドが
入力されるため、モーター８が撮影レンズ１を至
近から無限遠の方向に駆動させている時に限り、
ゲート１０４の出力はフリツプ・フロツプ１１０
の出力を反転させる。かくして、ANDゲート１
１５，１１６にはフリツプ・フロツプ１１０及び
ゲート１１４の出力が入力され、その出力は端
ｈ，ｉに伝えられる、端子ｈ，ｉは、焦点不整合
状態においては、撮影レンズ１を駆動させる方向
にしたがつてHi，L₀いずれかの互いに異なる信
号を出力する。焦点整合状態においては、端子
ｈ，ｉはともにL₀になる。

第３図は、第１図に示したモーター駆動回路７
の例で、図中の入力端子ｈ，ｉは第１図及び第２
図と共通であり、また出力端子ｊ，ｋは第１図と
共通である。

端子ｈ，ｉがともにL₀のときは、トランジス
タ１２０及び１２２はオフとなり、トランジスタ
１２１と１２３がONになるため端子ｊ，ｋが短
絡され、その間に接続されたモーター８は停止す
る。端子ｈがHiで、端子ｉがL₀を出力するとき
は、トランジスタ１２１と１２２がオンで、トラ
ンジスタ１２０と１２３がオフとなつて電流は端
子ｋからモーター８を介して端子ｊへと流れ、モ
ーター８はレンズ１を第１図左方へ移動させるよ
うに回転する。端子ｈがL₀で、端子ｉがHiを出
力するときは、この逆となる。

第４図は前述の如き働きをする第１図中の設定
回路１８の例であつて、入出力端子の符号は第１
図と共通の符号を使用している。

この場合の検出装置１６が検出する撮影レンズ
１の変位とは具体的には相対変位であつて、検出
装置１６からは撮影レンズ１の駆動量と駆動方向
を表わす信号が各々出力される。駆動量に関して
は、対向した発光ダイオードと受光ダイオードと
の間に、軸１７の回転に連動して回転するチヨツ
パーを設ける事により、撮影レンズ１の駆動量に
比例した数のパルスを発生させ、このパルス信号
を第４図中の入力端子a₁に入力する。駆動方向に
関しては発電機を使用する事により軸１７の回転
方向を検知して、撮影レンズ１が無限遠から至近
方向に移動している時には、設定回路１８の入力
端子a₂にL₀，a₃にHiを入力する。逆に、撮影レ
ンズ１が至近から無限遠方向に移動している時に
は、設定回路１８の入力端子a₂にHi，a₃にL₀を
入力する。

いま、撮影レンズ１が無限遠から至近の方向に
駆動した場合と考えると、入力端子a₂はL₀、入力
端子a₃はHiになる。するとコンパレータ１３０
はL₀、コンパレータ１３１はHiを出力する。入
力端子a₁からは駆動量に比例した数のパルスが入
力され、このパルスはANDゲート１３２，１３
３に各々入力される。ところが、ANDゲート１
３２にはコンパレータ１３０からの出力L₀が入
力されているため、ANDゲート１３２はL₀を出
力する、ANDゲート１３３にはコンパレータ１
３１からの出力Hiが入力されているため、AND
ゲート１３３は端子a₁のパルスをそのまま出力す
る。この出力パルスはアツプ・ダウン・カウンタ
ー１３４のダウン計数入力端子に入力されるた
め、アツプ・ダウン・カウンター１３４は計数を
行ない、その出力端子に出力される数ｎは、入力
端子a₁にパルスが１個入力される毎に１づつ減じ
られてゆく。

撮影レンズ１が至近から無限遠の方向に駆動し
た場合を考えると、入力端子a₂がHi、入力端子
a₃がL₀になり、アツプ・ダウン・カウンター１３
４のアツプ計数入力端子の方に駆動量に比例した
数のパルスが入力されるため、入力端子a₁にパル
スが１個入力される毎に、アツプ・ダウン・カウ
ンター１３４の出力端子に出力される数ｎは１づ
つ加えられてゆく。

次に第４図の回路例に基いて撮影レンズ１の駆
動領域を所望の駆動領域に設定する方法に関して
詳説する。

まず、撮影レンズ１を所望の駆動領域の無限遠
の端に移動させ、その位置で∞セツトスイツチ１
９をONにする。入力端子ｂの電位はHiからL₀に
変わり、フリツプ・フロツプ１３５はこのパルス
の立ち上がりで動作して、出力端子ＱがHiにな
る。この信号がラツチ１３６のセツト端子Ｓに入
力されるため、ラツチ１３６はその時のｎの値ｎ
∞を記憶し、その値を出力する。同様にして、撮
影レンズ１を所望の駆動領域の至近側の端に移動
させ、その位置に至近セツトスイツチ２０をON
にすると、フリツプ・フロツプ１３７を介して、
ラツチ１３８のセツト端子ＳにHiが入力される
ため、ラツチ１３８はその時のｎの値n_Nを記憶
し、その値を出力する。以上の操作により、駆動
領域の設定は終了する。次に、撮影レンズ１を駆
動させた場合を考える。

コンパレータ１３９はラツチ１３６からの出力
n_∞とアツプ・ダウン・カウンター１３４の出力
ｎを各々入力し比較して、ｎ＝n_∞になつた時、
Hiを出力する。これによりトランジスター１４
０をONさせて、出力端子ｄにHiを出力させ、こ
れを処理回路６に入力して、撮影レンズ１が設定
した駆動領域の無限遠側の端に位置した事を知ら
せしめ、その位置で合焦状態にない場合には撮影
レンズ１も至近方向に駆動させる。コンパレータ
１４１は、ラツチ１３８からの出力n_Nとアツプ・
ダウン・カウンター１３４の出力ｎを各々入力し
比較して、ｎ＝n_Nになつた時、Hiを出力する。
これによりトランジスター１４２をONさせて、
出力端子ｄにL₀を出力させ、これを処理回路６
に入力して、撮影レンズ１が設定した駆動領域の
至近側の端に位置した事を知らせしめ、その位置
で合焦状態にない場合は撮影レンズ１を無限遠方
向に駆動させる。

かくし撮影レンズ１は設定した駆動領域、すな
わちアツプ・ダウン・カウンター１３４の出力数
ｎがn_Nｎ_∞の範囲内のみを駆動することにな
る。

設定した駆動領域をクリアーしたい場合は、セ
ツトスイツチイ１９，２０を再びONするとフリ
ツプ・フロツプ１３５，１３７の出力端子が
Hiになり、この信号がラツチ１３６，１３８の
リセツト端子Ｒに入力されてラツチ１３６，１３
８がリセツトされる。

第５図は第１図中の設定回路１８を他の例とし
た第２の実施例であつて、入出力端子の符号は第
１図と共通の符号を使用している。

この場合の検出装置１６が検出する撮影レンズ
１の変位とは具体的には絶対変位であつて、検出
装置１６からは撮影レンズ１の位置を表わす信号
が出力される。これには、検出装置１６内に摺動
抵抗器１５０を設け、これに撮影レンズ１の動き
を連動させることにより、撮影レンズ１の位置に
対応した抵抗値を選択させ、これにより撮影レン
ズ１の位置に対応した電圧値Ｖを出力させ、これ
を設定回路１８の入力端子ａに入力している。

撮影レンズ１の駆動領域を所望の駆動領域に設
定する方法に関して説明すると、まず撮影レンズ
１を所望の駆動領域の無限遠側の端に移動させ、
その位置で_∞セツトスイツチ１９をONにする。
入力端子ｂの電位はHiからL₀に変わり、フリツ
プ・フロツプ１５１はこのパルスの立ち下がりで
動作して、出力端子ＱがHiになる。この信号が
ラツチ１５２のセツト端子Ｓに入力されるため、
ラツチ１５３はその時に電圧値Ｖの値V_∞を記憶
し、その値を出力する。同様にして、撮影レンズ
１を所望の駆動領域の至近側の端に移動させ、そ
の位置で至近セツトスイツチ２０をONにする。
するとフリツプ・フロツプ１５３を介してラツチ
１５４のセツト端子ＳにHiが入力されるため、
ラツチ１５４その時の電圧値Ｖの値V_Nを記憶し、
その値を出力する。以上の操作により、駆動領域
の設定は終了する。

次に撮影レンズ１を駆動させた場合を考える。
コンパレータ１５５はラツチ１５２からの出力
V_∞と入力端子ａの電圧Ｖを比較して、Ｖ＝V_∞に
なつた時、Hiを出力し、トランジスター１５６
をONさせて、出力端子ｄにHiを出力させる。こ
れを処理回路６に入力して、撮影レンズ１が設定
した駆動領域の無限遠側の端に位置した事を知ら
せしめ、その位置で合焦状態にない場合には、撮
影レンズ１を至近方向に駆動させる。コンパレー
タ１５７はラツチ１５４からの出力V_Nと入力端
子ａの電圧Ｖを比較して、Ｖ＝V_Nになつた時、
Hiを出力し、トランジスター１５８をONさせ
る。これにより出力端子ｄにL₀が出力され、こ
れを処理回路６に入力して、撮影レンズ１が設定
した駆動領域の至近側の端に位置した事を知らせ
しめ、その位置で合焦状態にない場合には撮影レ
ンズ１を無限遠方向に駆動させる。

かくして、撮影レンズ１は設定した駆動領域、
すなわち入力端子ａの電圧ＶがV_NとV_∞の間の範
囲内を駆動することになる。設定をクリアーする
ときも第４図の例と実質的に同じである。

なお、ここでは撮影レンズ１の絶対変位の検出
手段として摺動抵抗を用い、その出力として電圧
値を用いたが、絶対変位をコード信号として出力
し、それをデジタル処理してもさしつかえない。

また、検出装置１６の信頼性を高めれば、第１
図中の全駆動領域の至近と無限遠位置を表わす電
気接点１３，１５または電気接点１４や導電部材
１２等は省略する事も可能である。

尚、実施例では駆動領域の両端をともに設定で
きるようにしたが、駆動領域の一端を無限遠側端
部あるいは至近側端部とし、他端を上述の如く自
在に設定できるようにしてもよい。このようにし
て駆動領域の両端を設定し、この両端間で撮影レ
ンズを駆動できるようにしても本発明を逸脱する
ものではない。

以上のように本発明によれば、撮影者が所望す
る撮影範囲に対応する駆動領域を自由に設定する
事が可能となつた。

また、一眼レフカメラの場合には、自動もしく
は手動により撮影レンズを駆動し、フアインダ観
察により撮影者の所望する領域の端に撮影レンズ
が合焦したことを視認して駆動領域端部の設定を
行なえるので撮影者の所望する領域と実際に設定
した領域との間の設定誤差を十分低減させること
も可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の原理的な図、第２図
は第１図中の処理回路の具体例を示す回路図、第
３図は第１図中の駆動回路の具体例を示す回路
図、第４図は第１図中に示された設定回路の具体
例を示す回路図、第５図は第２の実施例中の設定
回路の他の具体例を示す回路図である。〔主要部分の符号の説明〕、１……撮影レンズ、
２〜６……検出手段、７〜１１……駆動手段、１
６，１３０〜１３４（１８）……レンズ位置信号
手段（第４図）、１５０（１６）……レンズ位置
信号手段（第５図）、１９，２０，１３５〜１３
８（１８）……記憶手段（第４図）、１９，２０，
１５１〜１５４（１８）……記憶手段（第５図）、
１３９〜１４２（１８）……駆動制限手段（第４
図）、１５５〜１５８（１８）……駆動制限手段
（第５図）、１６，１８，１９，２０……制限手
段。

Claims

【特許請求の範囲】１撮影レンズを通つた光に基づき、該撮影レン
ズが合焦状態にあるか否かを検出する検出手段
と、前記検出手段の出力に応じて前記撮影レンズを
合焦位置に導く駆動手段とを有する自動合焦装置
において、前記撮影レンズの全駆動領域の中に含まれる所
望の駆動領域を設定でき、該所望の駆動領域内で
前記撮影レンズが駆動されるよう前記撮影レンズ
の駆動範囲を制限する制限手段を備え、前記制限手段は、前記撮影レンズの移動に対応
したパルス信号を出力し、前記撮影レンズの位置
を検出するレンズ位置信号手段と、前記レンズ位
置信号手段のパルス信号を受け、手動操作に応答
して前記パルス信号に関連する信号を記憶して前
記撮影レンズの位置を記憶することができる記憶
手段と、前記レンズ位置信号手段のパルス信号と
前記記憶手段の信号とを比較し、前記両者の信号
が一致した時には前記撮影レンズを反転させ、前
記記憶手段が記憶したレンズ位置を越えて前記撮
影レンズが駆動されないようにその駆動を制限す
る駆動制限手段とを含み、該駆動制限手段によつて前記所望の駆動領域の
少なくとも一端の駆動制限を行うことを特徴とす
る自動合焦装置。２前記記憶手段は、前記特定駆動領域の両端に
対応する各レンズ位置を記憶することができ、前
記駆動制限手段は前記記憶手段が記憶した２つの
レンズ位置間から前記撮影レンズが離脱しないよ
うに該撮影レンズの駆動を制限することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の自動合焦装置。