JPH0474683B2 - - Google Patents

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JPH0474683B2
JPH0474683B2 JP57139694A JP13969482A JPH0474683B2 JP H0474683 B2 JPH0474683 B2 JP H0474683B2 JP 57139694 A JP57139694 A JP 57139694A JP 13969482 A JP13969482 A JP 13969482A JP H0474683 B2 JPH0474683 B2 JP H0474683B2
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非合焦時における走査方式に特徴を
有する自動合焦装置に関するものである。
自動合焦装置において、主要被写体以外の物体
の測距視野内への侵入や手振れ等によつて対象が
一時的に変化した場合に不必要な撮影レンズの走
査を防止するよう、従来より多くの提案がなされ
ている。例えば、全撮影範囲をいつくかの範囲に
分割する事、即ち全撮影距離範囲に対応する撮影
レンズの全走査範囲をいくつかの範囲に分割し、
撮影者によつて選択された撮影距離範囲に対応す
る走査範囲のみ走査する様に撮影レンズを駆動さ
せる方式のものがある。しかしながら、この様な
方式はいずれも被写体に応じてその都度走査範囲
の設定を手動で行なわれなければならないため、
かなりの経験と熟練を要すると共に操作の繁雑化
や設定忘れによる誤動作を生じさせ、その上、走
査中に被写体が急に設定走査範囲内から外へ移動
した時などには、新たに迅束に焦点整合すること
が不可能になる等の不都合があつた。
本発明は、上記の不都合を解決するべく、主要
被写体以外の物体の測距域への侵入や手振れ等に
よつて生ずる測距対象の一時的な変化により撮影
レンズが主要被写体に合焦した状態から不必要に
走査を開始した時、無駄に走査時間を費やす事な
く迅速に元の合焦状態に復帰する様な一連の動作
を自動的に行なうような自動合焦装置を提供する
事を目的とする。
第1図は一眼レフレツクスカメラに採用した本
発明の一実施例の原理的な図で、支持部材1,2
により支持された撮影レンズ3の後方には焦点板
上に形成されたフイールドレンズLf及びレンズ
3の光軸に関して対称に配置された一対の再結像
レンズ4,5がある。そして撮影レンズ3の透過
光束の一部はフイールドレンズLf、及びその後
方に配置された再結像レンズ4,5を介して一対
の光電素子6,7の受光面上に夫々導かれる。一
対の光電素子6,7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6,
7の各受光面は不図示の固定焦点面(フイルム
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3を通過し且
つフイールドレンズLf及び再結像レンズ4,5
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3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6,7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6,7上で所定の位置関
係となると撮影レンズ3がその被写体に合焦した
状態、即ちその被写体像が固定焦点面上に結像す
る状態となる。上記各部材4,5,6,7により
撮影レンズ3の透過光を受光する受光手段を構成
している。処理手段としての処理回路8は一対の
光電素子アレイ6,7からの出力信号を各入力
し、これを比較することにより、両信号が相関状
態にあるか無相関状態にあるかを判断する。ここ
で相関状態とは各光電素子アレイ6,7の出力よ
り対象とする被写体に対して撮影レンズ3が合
焦、前ピン、後ピンのいずれの状態にあるかを適
切に判断できる状態(焦点位置認識状態)であ
り、無相関状態とはこのような適切な判断ができ
ない状態(焦点位置非認識状態)である。本実施
例の場合、撮影レンズが被写体の合焦位置近傍に
ある時に相関状態となり、撮影レンズが被写体の
合焦位置近傍からはずれると無相関状態となる。
このように処理回路8は相関、無相関を判断し、
さらに、相関状態にあることを判断した時には、
前ピン、後ピン、合生の判断を行なう。そしてそ
の結果に基づいて、モーター駆動回路9を介して
モーター10を駆動させ、ギヤーヘツド11の回
転により支持部材1,2を前後に動かして被写体
に合焦するよう撮影レンズ3を駆動させる。又、
無相関状態にあることを判断した時には、処理回
路8は駆動回路9を介してモーター10を駆動さ
せ至近と無限遠の間の全走査範囲に亘つて走査す
るよう撮影レンズ3を動かす。この走査は相関状
態を光電素子6,7からの出力信号により探索し
たところ即ち捜しあてたところで終了する。
一方、導電部材12は撮影レンズ3の支持部材
2に連動して動く部材で、撮影レンズ3が至近位
置に移動するとVccに印加された電気接点13の
電位を該導電部材12を介して電気接点15に伝
達し、又撮影レンズ3が無限遠位置に移動すると
グランドに印加された電気接点14の電位を該導
電部剤12を介して電気接点15に伝達する。そ
して、この電気接点15の電位は至近と無限遠の
制限位置を識別させる信号として処理回路8に入
力されており、処理回路8は、撮影レンズ3が至
近位置にあつてなお且つ合焦状態にない時は、撮
影レンズ3を無限遠位置方向に反転させ、逆に、
撮影レンズ3が無限遠位置にあつてなお且つ合焦
状態にない時は、撮影レンズ3を至近位置方向に
反転させる。
制御回路21は、相関状態にあるか無相関状態
にあるかを示す相関信号を、処理回路8から端子
22を介して入力する。又、端子23,24から
は撮影レンズ3がどちらの方向に駆動されている
かを示す信号を入力し、端子25からはモーター
10、ギヤーヘツド11等の駆動系の部分から撮
影レンズ3の移動量に関連した信号を入力する。
本実施例においては、モーター10の出力軸の回
転に連動して回転する反射部と非反射部を有する
パターン26によつて、発光素子27の発光束を
断続的に反射させ、受光素子28によつてこれを
検知してパルス信号に変換し、端子25に伝達し
ている。制御回路21はこれらの入力をモニター
し、端子22からの相関信号により、相関状態か
ら無相関状態に移つたことを検知した時点で、第
2図の流れ図で示すように、端子25からのパル
ス信号をカウンターでカウントし始め、設定装置
29によつて端子30を介してあらかじめ設定さ
れたパルス数―ここで仮にそのパルス数をk個と
する―だけカウントした時点で、端子31を介し
て処理回路8に、撮影レンズ3の移動方向を反転
させる信号を出力してその移動方向を反転させ
る。同時に制御回路21内のカウンターがリセツ
トされる。なおここで、全移動量の多い、もしく
は焦点距離の長い撮影レンズにおいては、一般的
に全移動量を駆動手段により駆動するに要する駆
動時間が長かつたり、被写界の単位距離範囲に対
応する撮影レンズの移動量が大きくなつたりす
る。従つて、その様な撮影レンズを有するレンズ
鏡筒においては、設定装置29によつて設定され
るパルス数kを、撮影レンズの全移動量や焦点距
離の長さに対応させて、比較的大きい値に設定し
てやることが望ましい。又、制御回路21は、パ
ルス数のカウントを始め、その値がkに達する以
前に、無相関状態から相関状態に戻つたり、もし
くは無限遠や至近の制限位置に到達してそこで反
転したりした場合には、カウントを終了しカウン
ターをリセツトするようになつている。
以上の様な制御回路21の動作が流れ図にして
第2図に示されている。尚、上記各部材26,2
7,28、及び各装置21,29により制御手段
を構成している。
次に第1図における以上の様な機能を有する各
素子や回路の具体例の詳細を説明する。第1図に
おいては、前述の如くレンズ3の固定焦点面と共
役な位置にそれぞれ光電素子アレイ6,7が設け
られているが、この例では、各アレイ6,7は第
3図に示される如く8つの光電素子P1〜P8
P1′〜P8′から構成されている。又、撮影レンズ3
が合焦すべき被写体に合焦された場合、撮影レン
ズ3と再結像レンズ4,5によつてそれぞれ光電
素子アレイ6,7上に形成される被写体の光像
と、アレイ6,7との位置関係が同一となるよう
に、再結像レンズ4,5、アレイ6,7の位置関
係等が定められている。従つて、合焦状態のと
き、1対のアレイ6,7の位置的に対応する光電
素子P1とP1′…,P8とP8′の入射光強度はそれぞれ
等しくなる。又、撮影レンズ3による被写体の像
がフイールドレンズLfの前方に形成された時
(前ピンの時)、アレイ6上の像は下方へ、他方ア
レイ7上の像は上方へ移動する。逆に、撮影レン
ズ3による像がフイールドレンズLfの後方に形
成された時(後ピンの時)、アレイ6,7上の像
はそれぞれ前ピンのときと逆方向へ移動する。ア
レイ6の各光電素子1〜P8の光電出力はそれぞれ
線型増幅され又は、対数増幅されたりして、その
光電出力に関連した電気出力V1〜V8としてアレ
イ6の出力端子6a〜6hより出力される。アレ
イ7の光電素子P1′〜P8′の光電出力も同様であつ
て関連電気出力V1〜V8が、出力端子7a〜7h
より出力される。
次にこの関連電気出力V1〜V8,V1′〜V8′の処
理を行なう処理回路8の説明を第4図〜第8図を
用いて行なう。第4図において空間周波数成分抽
出回路107は、入力端子6a〜6hは夫々同一
符号のアレイ6の出力端子6a〜6hに接続され
ている。この様に本実施例の図面では、或る回路
の出力端子と他の回路の入力端子とに共に同一符
号を付してあるとき、その出力端子と入力端子と
は互に接続されていることを表わす。この抽出回
路107はアレイ6の光像の特定の第1空間周波
数成分を表わす第1電気信号V1とその1/2の空間
周期の空間周波数成分を表わす第2電気信号V2
とを、上記関連電気出力V1〜V8から抽出する。
第2空間周波数成分は第1空間周波数成分と異な
る空間周期を持つものであればよく、上記例に限
るものでない。この第1電気信号V1はアレイ6
上の光像が、素子の配列方向に変位した時、その
変位に応じて、一定の関係で変化する位相情報
φ1と、その抽出空間周波数成分の大きさを表わ
す大きさ情報r1とを含む。第2電気信号V2も同
様で、位相情報φ2と大きさ情報r2を含む。他方の
空間周波数成分抽出回路108は、回路107と
同一のもので、アレイ7の関連電気出力V1′〜
V8′から、そのアレイ上の光像の第1、第2空間
周波数成分を抽出しそれらをそれぞれ表わす第
1、第2電気信号V1′,V2′を作る。この第1、第
2電気信号V1′,V2′はそれぞれ位相情報φ1′,
φ2′大きさ情報r1′,r2′を含む。
尚、空間周波数成分抽出回路107,108の
原理及び具体的な構成例は特開昭55−98710号に
詳細に開示されている。空間周波数成分抽出回路
107,108の第1電気信号V1,V1′の位相下
φ1−φ1′は、第5図aに示す如く撮影レンズが合
焦位置にあるとき零となり、前ピン位置では例え
ば正となり、後ピン位置では負となり、その差の
大きさは合焦位置からのずれ量に応じて大きくな
る。
第2電気信号V2,V2′の位相差φ2−φ2′につい
ても第5図bに示す如く同様である。ところが第
5図a,bから明らかなように、合焦位置から大
きく前ピン又は後ピン位置へずれた場合にも位相
差φ1−φ1′、φ2−φ2′が零となつてしまうので、こ
の位相差のみから合焦検出を行うと誤つてしまう
恐れがある。これを防止するために、対物レンズ
が合焦位置近傍であることを検出する相関検出部
109が設けられている。この相関検出部109
は、相関関数 I={|V1−V1′|+27n=2 |vo−vo′|+|v8−v8′|}/7n=1 {|vo−vo+1|+|vo′−vo′+1|} を算出する。この相関関数Iの分子は、物体の輝
度分布がほぼ一様であるとき小さくなり、それに
応じて分母も小さくなるので、この相関関数は輝
度分布に無関係に、撮影レンズの焦点位置に依存
するような規格化されたものとなつている。詳述
すると合焦位置のときVi=Vi′であるから分子が
零となり、I=0となり、アレイ6上の像がアレ
イ7上の像に対して相対的に光電素子1個分ずれ
ているような後ピン又は前ピンのきの物体の輝度
分布に無関係にV2′=V1、V3′=V2、…V8′=V7
又はV2=V1、V3=V2′…V8=V7′がそれぞれ成立
するので、I=1となる。こうして、この相関関
数Iは第5図cに示す如く合焦位置α、像の相対
位置が1光電素子分ずれた前ピン位置β、同様の
後ピン位置γの3点で規格化されている。もちろ
んこのような規格化された相関関数はこれに限る
ものでなく、種々のものが考えられる。
例えば、 I′=8n=1 |vo−vo′|/(r1+r1′+r2+r2′) でもよい。
次に制御部110を第6図、第7図を用いて詳
細に説明する。第6図において、位相情報φ1
φ1′を表わす交流信号は夫々スイツチング用FET
111,112を介して波形整形回路113,1
14に入力される。同様に位相情報φ1,φ1′を表
わす交流信号は夫々スイツチング用FET115,
116を介して上述の波形整形回路113,11
4に入力される。一対のFET111,112と
一対のFET115,116は択一的にオンオフ
される。前ピン、後ピン信号作成用D−フリツプ
フロツプ117(以下フリツプフロツプはFFと
略記する。)は、整形回路113,114の両矩
形波出力の位相差の正負に応じてそのQ出力端子
がHレベル又はLレベル出力を発生する。即ちD
−FF117はFET111,112がオンの場
合、Q出力が位相差φ1−φ1′>0のとき即ち前ピ
ンのときHレベルとなり、位相差φ1−φ1′<0の
とき即ち後ピンのときLレベルとなり、又FET
115,116がオンの場合、Q出力がφ2
φ2′>0のとき即ち前ピンのとき、Hレベル、φ2
−φ2<0のとき即ち後ピンのときLレベルとな
る。排他的論理和回路118は、波形整形回路1
13,114の出力の位相差の絶対値即ち|φ1
−φ1′|又は|φ2−φ2′|を出力する。抵抗R1とコ
ンデンサC1とから成る平滑回路は回路118の
出力を平滑する。合焦信号作成用比較器119は
平滑された位相差の絶対値|φ1−φ1′|又は|φ2
−φ2′|と基準電圧Vf1と比較し、前者が後者より
小さいとき合焦信号としてHレベル信号を出力す
る。ここで基準電圧Vf1の大きさは撮影レンズの
焦点深度を考慮に入れて撮影レンズが合焦状態に
なつたときに比較器119が合焦信号を発生する
様に選定されている。この様に要素6,7,10
7,108,113〜119は、前ピン、後ピ
ン、合焦信号を作成する焦点検出装置を構成す
る。比較器120とその入力抵抗R2〜R6及びイ
ンバータINV1から構成される選択回路は、第
1空間周波数成分と第2空間周波数成分のいずれ
に基づき焦点検出信号を作成するかを決定するも
のである。この入力抵抗R2〜R5はすべて同一抵
抗値で、抵抗R6の2倍の値を有する。比較器1
20は第1空間周波数成分に関する大きさ情報
r1,r1′の和の1/2と、第2空間周波数成分の大き
さ情報r2,r2′の和とを比較し、前者が大きいと
き、Hレベル出力となり、位相φ1,φ1′に関する
FET111,112をオンし、他方後者が大き
いとき、Lレベル出力となりインバータINV1
を介して位相φ2,φ2′に関するFET115,11
6をオンする。尚、大きさ情報r1とr1′の和を1/2
倍したのは、第2空間周波数成分に関する位相情
報の方が、第1空間周波数成分に比べて精度が良
い為である。こうして、D−FF117と比較器
119はアレイ6,7上の光像中の第1空間周波
数成分がその第2空間周波数成分に比べて充分大
きいとき、前者の位相情報φ1,φ1に基づき、又
その逆のとき、後者の位相情報φ2,φ2′に基づき、
夫々前ピン信号又は後ピン信号及び合焦信号を出
力する。被写体像のコントラストが低いと、第
1、第2空間周波数成分の大きさが小さくなり、
位相差φ1−φ1′又はφ2−φ2′はノイズの影響が大き
くなるため前ピン、後ピン及び合焦信号の精度が
低下する。そこでアレイ上の被写体像のコントラ
ストが高いか低いかを検出するコントラスト検出
回路が設けられている。このコントラスト検出回
路は、比較器122〜125、基準電圧言Vf2
Vf3、ORゲートOR1,OR2,OR3、ANDゲ
ートAND1,AND2から構成されている。この
比較器122,123は夫々第1空間周波数成分
の大きさr1,r1′と基準電圧Vf2とを比較し、その
大きさr1,r1′が焦点検出信号の精度を充分保障で
きる程、大きいとき、夫々Lレベルとなる。同様
に比較器124,125は第2空間周波数成分の
大きさr2,r2′が上記精度を保証できる程大きいと
き夫々Lレベルとなる。第1空間周波数成分が大
きい為選択回路の比較器120がHレベル出力と
なると、インバータINV1はLレベル出力とな
る。従つて、ANDゲートAND2は強制的にLレ
ベルとなり、大きさr1,r1′が共に、上述の程度大
きいときのみ、ORゲートOR3がLレベル出力
となる。逆に、第2空間周波数成分が大きい場合
にはANDゲートAND1が強制的にLレベル出力
となるので、ORゲートOR3は、大きさr2,r2′が
共に上述の程度大きいときLレベル出力となる。
比較器126は、相関信号Iと基準電圧Vf4とを
比較し、前者が後者より小さい時Hレベル出力と
なり、逆の時Lレベル出力となる。このHレベル
出力及びLレベル出力は撮影レンズが合焦位置の
近傍所定範囲内及び外にあることを示す合焦近傍
所定範囲内信号及び範囲外信号として働く。この
合焦近傍所定範囲内とは第5図に示す如く、位相
差信号φ1−φ1′,φ2−φ2′が前ピンのとき正、後ピ
ンのとき負となることを保証する様に定められて
いる。本実施例では合焦近傍所定範囲内信号が出
力されている時が前述した相関状態であり、範囲
外信号が出力されている時が無相関状態である。
加算回路127は、第1、第2アレイ6,7の全
電気出力v1〜v3,v1′〜v3′を加算する。従つて、
この回路127の出力は両アレイ上の被写体像の
明るさを表わす。比較器128は加算回路127
の出力と基準電圧Vf5とを比較し、上述の焦点検
出を行うことが出来ない程被写体輝度が低いとき
Hレベル出力となる。
分圧抵抗R7とR8は、この自動合焦装置の駆動
電源の電圧Vccを分圧する。電源電圧検出用比較
器129は、この分圧電圧と基準電圧Vf6とを比
較し、電源電圧Vccが自動合焦装置の正常動作を
保証し得る値以上のときHレベル信号をそれ以下
のときLレベル信号を出力する。
以上をまとめると、前ピン、後ピン信号用端子
T1には前ピンのときHレベル信号が、後ピンの
ときLレベル信号が出力され、合焦信号用端子
T2には合焦のときHレベル信号が出力され非合
焦のときLレベル信号が出力され、コントラスト
信号用端子T3には被写体像が高コントラストで
あるときLレベル信号が、低コントラストである
ときHレベル信号が夫々出力され、合焦近傍所定
範囲信号用端子T4には撮影レンズが合焦位置の
近傍所定範囲内にあるときHレベル信号が、外に
あるときLレベル信号が夫々出力され、そして、
輝度信号用端子T5には、被写体輝度が焦点検出
に充分な程高いときLレベル信号が、低いときH
レベル信号が夫々出力される。又、電源電圧検出
信号用端子T6には電源電圧がこの自動合焦装置
の正常動作に充分であるときHレベル信号が夫々
出力される。
次に、第6図の各出力に基づき、撮影レンズを
駆動する撮影レンズ駆動系を第7図により説明す
る。第7図において、入力端子T1〜T6は夫々同
一符号の第6図の出力端子T1〜T6に接続されて
いる。入力端子T7には、第1図に示したように
撮影レンズが無限遠位置に達した時Lレベル信号
が入力され、撮影レンズが至近位置に達した時H
レベル信号が、それ以外の時はオープン状態の信
号が入力される。抵抗R10〜R13は、R10<R11
R12<R13となるように設定されているため、撮
影レンズが∞位置で端子T7がLの時、比較器1
48,149の出力は共にHとなり、撮影レンズ
が至近位置で端子T7がHの時は比較器148,
149の出力は共にLとなり、上記以外の端子
T7がオープンの時は比較器148がL、比較器
149がHとなる。インバーター150は比較器
149の出力を反転する。
入力端子T8は後述する撮影レンズ駆動の阻止
を解除する解除信号が入力される。
端子T1はインバータINV2を介してノアゲー
トNOR1に接続されると共に、直接にノアゲー
トNOR1に接続される。両ノアゲートNOR1,
NOR2の各々の他方の入力端子は共に端子T4
接続される。ノアゲートNOR1の出力端子はFF
130のセツト入力端子と、ナンドゲート
NAND1の一方の入力端子に、又ノアゲート
NOR2の出力端子はFF130のリセツト入力端
子と、ナンドゲートNAND2の一方の入力端子
とに夫々接続される。ナンドゲートNAND1,
NAND2はその他方の入力端子が夫々比較器1
48とインバーター150の出力に接続される。
FF130は、端子T4に印加される信号が合焦近
傍所定範囲内信号Hから範囲外信号Lに変化した
時、その変化直前における端子T1に入力された
前ピン信号又は後ピン信号を上記範囲外信号の発
生中記憶する。このFF130のQ出力は順次ア
ンドゲートAND3、オアゲートOR4、ナンドゲ
ートNAND3を介してノアゲートNOR3に送ら
れ、又出力はアンドゲートAND4、オアゲー
トOR5、ナンドゲートNAND4を介してノアゲ
ートNOR4に送られる。モータ駆動回路9はノ
アゲートNOR3とNOR4の出力により制御さ
れ、撮影レンズをノアゲートNOR3がHレベル
出力の時前ピン駆動、即ち無限遠位置に向けて駆
動し、他方ノアゲートNOR4がHレベル出力の
時後ピン駆動、即ち至近位置に向けて駆動し、両
者がLレベルの時、駆動を停止する。アンドゲー
トAND3,AND4の各々の他の二つの入力端子
は共にナンドゲートNAND5の出力端子の出力
端子及びオアゲートOR6の出力端子に夫々接続
される。このオアゲートOR6の両入力端子はイ
ンバーター151を介して入力端子T4と、イン
バータINV3を介して端子T2とに夫々接続され
る。ノアゲートNOR5は両入力端子が夫々アン
ドゲートAND3,AND4の出力端子に、出力端
子がアンドゲートAND5,AND6に夫々接続さ
れる。このアンドゲートAND5,AND6の出力
端子は夫々オアゲートOR4,OR5に接続され
る。アンドゲートAND7は両入力端子が端子T3
と、インバーターINV4及び151を介して端
子T4とに夫々接続され、出力端子がノアゲート
NOR3とNOR4に接続される。端子T5はノアゲ
ートNOR3とNOR4に、端子T6はナンドゲート
NAND3とNAND4に夫々接続される。比較器
148とインバーター150の出力はFF132
のセツト入力端子とリセツト入力端子とに夫々接
続され、このFF132のQ出力端子はインバー
タINV5を介してアンドゲートAND5と、直接
にアンドゲートAND6に夫々接続される。比較
器148とインバーター150の出力は又オアゲ
ートOR7を介してFF133のセツト入力端子に
接続される。このFF133のQ出力端子はナン
ドゲートNAND5の入力端子に、クリア端子C
1はインバーターINV6及び151を介して端
子T4に接続される。端子T8とインバーター15
1の出力はナンドゲートNAND6の入力端子に
夫々接続され、このナンドゲートの出力端子は
FF134とFF135の各々のクリア端子C1に
接続される。FF134のセツト入力端子はイン
バーター150の出力に、Q出力端子はFF13
5のD入力端子に、夫々接続され、FF135の
クロツク入力端子はコンパレーター148の出力
に、出力端子はナンドゲートNAND3と
NAND4の入力端子及び、被写体情報回路13
6に夫々接続される。被写体情報検出回路137
は、焦点検出対象の被写体の輝度やコントラスト
等の情報を検出する。記憶回路136はFF13
5の出力がLレベルとなつたとき、検出回路1
37の出力を記憶する。解除回路138は、記憶
回路136の記憶値と検出回路137の検出出力
とを比較し、両者の差が所定値以上になつたとき
端子T8にLレベル出力を送出する。
以上において、ノアゲートNOR1,NOR2,
FF130、モータ駆動回路9などから撮影レン
ズ駆動装置を構成し、ナンドゲートNAND3,
NAND4,FF34,35から駆動阻止装置を構
成する。
第8図に第7図の記憶回路、被写体情報検出回
路、解除回路の具体的構成例を示す。
第8図において、検出回路137は、第4図の
第1、第2空間周波数成分の大きさ情報r1,r1′,
r2,r2′を加算し、加算出力V0を出力する加算回
路140と、ボルテージフオロワ141とから構
成され、記憶回路136は、FF135の出力
がHレベル、Lレベルの時夫々オン、オフとなる
スイツチングFET142と、このFET142を
介してボルテージフオロワ141に接続された記
憶用コンデンサC2とから構成される。解除回路
138は、基準電圧源143,144と、電圧源
143の出力とコンデンサC2の出力とを比較す
る比較器145と、電圧源144の出力とコンデ
ンタC2の出力と比較する比較器146と、出力
抵抗R22,R23と、比較器145,146の
出力によりオンオフ制御されるトランジスタ14
7と、その出力抵抗R24とから構成され、トラ
ンジスタ147のコレクタに端子T8が接続され
る。
この様な構成であるので、今、FF135の
出力がHレベルであるときFET42がオンであ
るので比較器145の反転入力端子にはボルテー
ジフオロワ141を介して加算出力V0が、非反
転入力端子には、加算出力V0から基準電圧14
3を引いた電圧が夫々印加される。又比較器14
6の反転入力端子には加算出力V0に基準電圧1
44を加えた電圧が、非反転入力端子には加算出
力V0が夫々印加される。従つて、FET142が
オンのとき、両比較器145,146は共に被写
体情報、即ち、加算出力V0に無関係にLレベル
出力となり、トランジスタ147をオフし端子
T8にHレベル信号を送出する。
FF135のがLレベル出力となると、FET
142がオフとなり、コンデンサC2はそのとき
の加算出力V0を充電電圧として記憶する。その
後被写体が変化して、加算出力V0が変化し、こ
れが記憶電圧より所定値以上大きくなると比較器
145がHレベル出力となる。同様に変化した加
算出力V0が記憶電圧より所定値以下小さくなつ
た場合には比較器146がHレベルとなる。比較
器145と146の一方のHレベル出力によりト
ランジスタ147がオンし、端子T8がLレベル
となり、モータ駆動阻止を解除する。
この様に、第8図の例では被写体情報が記憶値
に対して所定値以上増大又は減少した時、上記解
除を行つている。しかしこの解除は上記所定値以
上の増大及び減少の一方のみにより行う様にして
もよい。又被写体情報として上述の例ではコント
ラストに関連する情報を選んだが、被写体輝度を
含む、被写体の変化に対応して変化しやすい情報
であればいかなるものであつてもよい。
この様に、ノアゲートNOR3,NOR4の出力
が第1図の説明で述べた処理回路8の出力とな
り、駆動回路9は処理回路8の出力に従いモータ
10の正転、逆転、停止を行なう。
次に、制御回路21に関してその内容の具体例
を第9図を用いて動作とともに説明する。第9図
において、その入出力端子22〜25,30,3
1は第1図と共通である。
いま、ある主要被写体に撮影レンズ3が合焦し
ている状態で、この自動合焦装置を備えたカメラ
と上述した主要被写体との間に別の物体が瞬間的
に侵入、退避した場合について考える。このよう
な場合、別の物体の侵入に伴なつて処理回路8は
相関状態から無相関状態に移つたことを検出す
る。そして撮影レンズ3はこの別の物体に関する
相関状態を探索するべく処理回路8の出力により
上記主要被写体の合焦位置から外れる。その直後
に、上記別の物体が退避してしまうと、従来装置
ならばここで撮影レンズ3が全走査範囲(∞から
至近の)に亘つて駆動され再び主要被写体に合焦
するようこの主要被写体に関する相関状態の探索
走査か長い時間をかけて行われる。しかしなが
ら、本実施例では以下のように相関状態から無相
関状態に移つた時点から撮影レンズ3が所定量
(kパルス分)駆動されたことを制御回路21で
検出し、この時点で制御回路21の出力により撮
影レンズ3の駆動方向を反転し、撮影レンズ3を
主要被写体に関する合焦位置にすばやく戻すこと
ができる。即ち上述の如く別の物体が侵入してき
て、相関状態から無相関状態へ移つたとすると、
端子22の相関信号(第6図端子T4の出力、撮
影レンズ3が合焦近傍所定範囲内にあるか範囲外
にあるかを識別する信号)は、処理回路8の働き
によりHからLに変化する。この信号はインバー
ター32によつてLからHへの変化に変換され
る。フリツプフロツプ33はこのLからHへ変化
するパルスの立ち上がりで動作して、その出力端
子Qの出力をLからHに変える。従つて、端子2
5からのパルス信号は撮影レンズ3の移動ととも
にANDゲート34を介してカウンター35の入
力端子INに順次入力される。カウンター35は
このパルス数をカウントし、その数が端子30を
介して設定されたパルス数kになるまでカウント
を行なう。即ち、相関状態から無相関状態に移つ
た時点の位置からkパルス分だけ撮影レンズ3が
駆動されたことを検出する。そしてカウント数が
kになつた時点で出力端子OUTの信号をLから
Hに変える。この段階で撮影レンズ3の移動方向
が例えば至近位置から無限遠位置への方向である
時には、処理回路8の働きにより端子23がH端
子24がLになつているためNANDゲート36
はHを出力し、ANDゲート37はHを出力する。
よつて、PNPトランジスター38はOFFし、
NPNトランジスター39はONして、トランジ
スター39のエミツタの電位が端子31に伝達さ
れ、端子31の電位をグランドにする。この時、
撮影レンズ3は上述の如く至近位置から無限遠位
置方向へ駆動されているため、電気接点15の電
位は撮影レンズ3が至近と無限遠の両制限位置の
間にある時はオープンであり、無限遠位置にある
時は電気接点14を介してグランドである。従つ
て、トランジスター39のONによる端子31の
グランドの電位は、電気接点15からの信号との
間で不都合を生じる事なく、処理回路8に入力さ
れ、処理回路8、駆動回路9などを介して撮影レ
ンズ3の移動方向を至近位置への方向に反転させ
る。
又、逆にカウンター35がkパルスカウントし
た段階で、撮影レンズ3が無限遠位置から至近位
置方向へ駆動されている場合には、処理回路8の
働きにより端子23がL、端子24かHになつて
いるため、NANDゲート36及びANDゲート3
7は共にLを出力し、これによつてPNPトラン
ジスター38かON、NPNトランジスター39
がOFFし、端子31の電位はトランジスター3
8のONによりHになり、撮影レンズ3の移動方
向を無限位置への方向へ反転させる。この時も
又、端子31のHの電位が、電気接点15からの
信号との間で不都合を生じることはない。
一方、抵抗40〜45はその抵抗値がR5>R6
>R7>R8となるように設定されているため、電
気接点15及びトランジスター38,39により
制御される端子31の電位がHの時はコンパレー
ター46,47の出力は共にLとなり、端子31
の電位がLの時はコンパレーター46,47の出
力は共にHとなる。又、端子31がオープンの時
(トランジスター38,39がOFFで、且つ電気
接点15がオープンの時)にはコンパレーター4
6がH、コンパレーター47がLをそれぞれ出力
する。従つて、これらの両出力を入力とする排他
的NORゲート48は、端子31がLもしくはH
の時、即ち撮影レンズ3が無限遠もしくは至近の
制限位置にある時、あるいはカウンター35がk
パルスのカウントを完了した時にHを出力し、そ
の他の時はLを出力する。ORゲート49は排他
的NORゲート48と相関信号の端子22からの
信号を入力としているため、撮影レンズ3が無限
遠や至近の制限位置に達した場合、カウンター3
5がkパルスカウント後に撮影レンズ3の移動方
向を反転した場合、あるいはkパルスカウント中
に相関信号がLからHに変わつた場合のいずれに
おいてもORゲート49の出力はLからHに変わ
る。この時、フリツプフロツプ33とカウンター
35はORゲート49の出力パルスの立ち上がり時
に動作してリセツトされる。尚、フリツプフロツ
プ33とカウンター35がリセツトされると、カ
ウンター35はその出力端子OUTにLを出力す
るため、端子23,24の電位にかかわらず
NANDゲート36の出力はH、ANDゲート37
の出力はLとなり、トランジスター38,39を
共にOFFにする。従つて、端子31の電位は電
気接点15の電位しだいとなり、処理回路8は制
御回路21とは無関係に光電素子6,7及び接点
15の出力に基づいて、撮影レンズ3の移動を制
御するようになる。この様にして、制御回路21
は、パルス数がkに達した時、パルス数がkに達
する前に無相関状態から相関状態に移つた時、あ
るいはパルス数がkに達する前に撮影レンズが至
近位置又は無限遠位置で移動方向を反転させられ
た時にカウンター35をリセツトするようになつ
ている。
上述の様にして、本実施例は撮影レンズ3があ
る主要被写体に合焦している状態で、カメラと上
記主要被写体との間に別の物体が瞬間的に侵入退
避し、その後再びその主要被写体に撮影レンズ3
を合焦させようとする場合に、上記別の物体の侵
入によつて撮影レンズ3が上記主要被写体に関す
る相関状態から外れたとしても、相関状態から外
れた位置から撮影レンズ3がkパルス分だけ駆動
されると、その位置から撮影レンズ3が逆方向、
即ち、上記主要被写体に関する合焦位置に向かう
方向へ駆動され、すばやく撮影レンズ3がその相
関状態に復帰される。従つて、別の物体が瞬間的
に進入退避してももとの状態をすばやく復元でき
るので撮影上非常に便利である。もちろん上記主
要被写体とカメラの間に別の物体が進入し、この
物体がその進入状態を保てば、処理回路8によつ
て撮影レンズ3は結局はこの物体に関する合焦位
置の近傍所定範囲内に導かれこの物体に合焦する
よう駆動される。そしてこの物体が退避しない限
りこの別の物体に合焦した状態を保つことは言う
までもない。
又、これまではある主要被写体とカメラとの間
に別の物体が瞬間的に進入退避する場合について
述べたが、上述した実施例はある主要被写体に撮
影レンズ3を合焦させた状態で撮影者が手振れ等
によりカメラを動かしてしまい合焦すべき対象を
不用意に別の被写体にしてしまつた場合において
も、即座に撮影レンズ3をもとの主要被写体に向
け直して合焦すべき対象をもとに戻せば、前述と
同様に撮影レンズ3をすばやくもとの状態に復帰
できる。
この様に、本実施例は別の物体の進入や手振れ
等により瞬間的に測距対象が変化してもすばやく
もとの状態を復元できるものである。
ところで、上記実施例では、制御回路の出力が
処理回路を介して駆動回路を制御しているが、直
接的に駆動回路を制御することも可能であり、
又、制御回路がレンズ移動量に関連した信号を入
力し、これと設定値を比較して制御する方式をと
つているが制御方式としては、例えばこうした信
号を発生する手段を設けず、単に時間に関する設
定値のみで駆動レンズの動きを監視して反転させ
る方式も考えられる。
以上の様に、本発明によれば、測距対象が一時
的に変化して撮影レンズが不必要に走査を開始し
た時、撮影レンズが所定量移動したところで撮影
レンズを反転させ、少ない損失時間で自動的に合
焦状態に戻せるので操作が簡略化されたとともに
迅速な焦点整合が可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による実施例のブロツク図で
あり、第2図は、第1図に示したブロツク図の動
作を表わす流れ図であり、第3図は、第1図に示
した光電素子の具体例を説明する図であり、第4
図乃至第8図は、第1図に示した処理回路の具体
例を説明する図であり、第9図は、第1図に示し
た処理回路の具体例を表わす回路図である。 〔主要部分の符号の説明〕、4,5,6,7…
…受光手段、9,10,11……駆動手段、8…
…処理手段、21,26,27,28,29……
制御手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一対の被写体像の光束を受光する受光手段
    と、 撮影レンズを駆動する駆動手段と、 前記受光手段からの信号を受け、焦点検出可能
    な焦点位置認識状態にあるか、焦点検出不可能な
    焦点位置非認識状態にあるかを検知し、該焦点位
    置認識状態にあれば被写体像を合焦状態とすべく
    前記撮影レンズを合焦位置へ合焦駆動させる駆動
    信号を前記駆動手段に対し発生し、また該焦点位
    置非認識状態にあれば該焦点位置認識状態にすべ
    く前記撮影レンズを走査駆動させる駆動信号を前
    記駆動手段に対し発生する処理手段と、 前記処理手段からの駆動信号に基づき前記撮影
    レンズを前記合焦駆動あるいは前記走査駆動させ
    るように前記駆動手段を制御すると共に、前記処
    理手段が前記焦点位置認識状態から前記非認識状
    態に移つたことを検知したときには、所定方向に
    向けて前記撮影レンズを設定移動量だけ走査駆動
    し、前記撮影レンズの移動量が設定移動量を越え
    ると前記撮影レンズを反応させるように前記駆動
    手段を制御する制御手段とを有することを特徴と
    する自動合焦装置。 2 前記焦点位置認識状態は、前記受光手段から
    の信号の相関を取りうる状態にあることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の自動合焦装置。 3 前記制御手段は、前記処理手段が前記焦点位
    置認識状態から前記非認識状態に移つたことを検
    知したときの駆動制御中に、前記処理手段から前
    記合焦駆動させるための前記駆動信号が出力され
    ると、前記走査駆動のための駆動制御を打切り、
    前記合焦駆動のための駆動制御を行なうことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の自動合焦装
    置。 4 前記設定移動量は、前記撮影レンズの焦点距
    離と前記撮影レンズの全移動量に対応して設定さ
    れ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。
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