JPH0876008A

JPH0876008A - 自動焦点検出装置

Info

Publication number: JPH0876008A
Application number: JP6214110A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Aoyanagi; 英彦青柳; Seiichi Yasukawa; 誠一安川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】イメージセンサの蓄積時間として、常に適切
な蓄積時間を求める。【構成】焦点検出起動スイッチ１７がオンになった直
後、及び補助光源スイッチ回路１６がオンになった直後
には、演算部７は、露光時間を決定するための測光セン
サ６からの出力に基づいてイメージセンサ３の蓄積時間
を定め、その後、しばらくすると、今回のイメージセン
サ３からの出力及びそのときの蓄積時間に基づいて次回
のイメージセンサ３の蓄積時間を定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影光学系からの光を
受け、この光を一定時間蓄積し、この間の光量に応じた
光電信号を逐次出力するイメージセンサを備え、この光
電信号に基づいて、撮影光学系を移動させてこれを合焦
させる自動焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動焦点カメラは、撮影レンズの予定焦
点面（＝フィルム面）と共役な面のほぼ中央部に測距領
域を有し、この測距領域に捉えられた被写体に対して、
合焦となるように撮影レンズを自動的に駆動する。従っ
て、撮影者は撮影しようとする被写体（以後、主要被写
体とする。）を撮影画面内の測距領域に位置させること
によって、撮影レンズを主要被写体に対して合焦させる
ことができる。

【０００３】従来より、カメラの焦点検出方法の１つと
して、被写体の視差を有する２像を１対の光電変換素子
群（つまり、光電素子群が２つある。）上に導き、この
１対の光電素子群の画像出力から、２像の相対的ずれ量
を算出し、これに基づいて合焦状態を判別する位相差検
出方式が知られている。この方式を図５を用いて説明す
る。

【０００４】撮影レンズ１００の領域１０１を介して入
射した光束は、フィルム等価面６００上で焦点を結んだ
後、バンドパスフィルター７００、視野マスク２００、
フィールドレンズ３００、絞り開口部４０１及び再結像
レンズ５０１を通り、光電変換素子群Ａ上に結像する。
同様に、撮影レンズ１００の領域１０２を介して入射し
た光束は、フィルム等価面６００上で焦点を結んだ後、
バンドパスフィルター７００、視野マスク２００、フィ
ールドレンズ３００、絞り開口部４０２及び再結像レン
ズ５０２を通り、光電変換素子群Ｂ上に結像する。これ
ら光電変換素子群Ａ，Ｂは、予定焦点面と共役な位置に
位置している。これら光電変換素子群Ａ，Ｂ上に結像し
た一対の被写体像は、撮影レンズ１００が予定焦点面よ
りも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では
互いに遠ざかり、逆に、予定焦点面よりも後に被写体の
鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに近づく。ま
た、ちょうど予定焦点面に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆ
る合焦時には、光電変換素子群Ａ，Ｂ上の被写体像は相
対的に一致する。従って、この一対の被写体像を光電変
換素子群Ａ，Ｂで光電変換して電気信号に換え、これら
の信号を演算処理して、一対の被写体像の相対位置を求
めることにより、撮影レンズ１００の焦点調節状態、つ
まり、予定焦点面から現実のレンズ位置におけるレンズ
の焦点面までの距離（以後デフォーカス量と略す）が判
る。なお、同図において、測距領域は、光電変換素子群
Ａ，Ｂが設けられている位置、及び、予定焦点面と共役
なフィルム等価面６００の中央部である。

【０００５】次に、デフォーカス量を求める演算処理方
法について述べる。光電変換素子群Ａ，Ｂは、それぞれ
複数の光電変換素子から成っており、図６（ａ），
（ｂ）に示すように、それぞれの素子から、光電変換信
号ａ１，…，ａｎ、ｂ１，…，ｂｎが出力される。

【０００６】デフォーカス量演算では、まず、それぞれ
のデータ列を相対的に所定のデータ分Ｌずつシフトしな
がら相関演算を行う。具体的には相関量Ｃ（Ｌ）を（数
１）で算出する。 j-i=L、 L=-lmax,...,-2,-1,0,1,2,...,lmax ここで、Ｌはデータ列のシフト量に当たる整数であり、
初項ｋと最終項ｒはシフト量Ｌに依存して変化させても
よい。次に、以上のように得られた相関量Ｃ（Ｌ）の中
で、極小値となる相関量を与えるシフト量を求め、この
シフト量Ｆｍに、光学系及び光電変換素子のピッチ幅に
よって定まる定数Ｋｆを掛けたものがデフォーカス量Ｄ
Ｆとなる。

【０００７】しかしながら、相関量Ｃ（Ｌ）は、図６
（ｃ）に示すように離散的な値であり、検出可能なデフ
ォーカス量の最小単位は光電変換素子群Ａ，Ｂの光電変
換素子のピッチ幅によって制限されてしまう。そこで、
離散的な相関量Ｃ（Ｌ）に対して、補間演算を行うこと
により新たに極小値Ｃｅｘを算出し、綿密な焦点検出を
行う方法が提案されている。（特開昭６０−３７５１３
号公報参照）。これは、図７に示すように、極小値であ
る相関量Ｃ（０）とその両側のシフト量での相関量Ｃ
（１），Ｃ（−１）とによって算出する方法で、極小値
Ｃｅｘを与えるシフト量Ｆｍとデフォーカス量ＤＦは、
以下の（数２）により求まる。ＤＦ＝Ｋｆ＊ＦｍＦｍ＝Ｌ＋ＤＬ／ＥＤＬ＝｛Ｃ（−１）−Ｃ（１）｝／２・・・・・・・・・・・・・（数２）Ｃｅｘ＝Ｃ（０）−｜ＤＬ｜Ｅ＝ＭＡＸ［｛Ｃ（１）−Ｃ（０）｝，｛Ｃ（−１）−Ｃ（０）｝］なお、（数２）中、ＭＡＸ｛Ｃａ，Ｃｂ｝はＣａとＣｂ
の内の大きい方を選択することを意味し、Ｋｆは図５に
示す光学系及び光電変換素子のピッチ幅によって定まる
定数である。こうして得られたデフォーカス量が、ほぼ
真のデフォーカス量を示しているのか、それともノイズ
等による相関量の揺らぎによるものなのかを判定する必
要があり、以下に示す（数３）の条件を満たした時にデ
フォーカス量は信頼ありとする。

【０００８】Ｅ＞Ｅ１且つＣｅｘ／Ｅ＜Ｇ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３）ここで、Ｅ１，Ｇ１はある所定値である。Ｅは、被写体
のコントラストに依存する値であり、この値が大きいほ
どコントラストが高く信頼性が高いことになる。また、
Ｃｅｘ／Ｅは、像の一致度に主に依存し、０に近い程信
頼性が高いことになる。そして、信頼性ありと判定され
ると、得られたデフォーカス量ＤＦに基づいて、撮影レ
ンズ１００を駆動し、合焦させる。

【０００９】ところで、焦点検出のための光電変換素子
としては、一般的に、ＣＣＤ等の電荷蓄積型の光電変換
素子が用いられている。このＣＣＤからの画像出力の大
きさが適当でないと高い精度が得られなかったり検出不
能になってしまう。例えば、図８（ａ）のような絵を撮
影する場合には、同図（ｃ）のような出力になるのが望
ましい。しかし、蓄積時間が短いと、同図（ｂ）のよう
に、画像出力が小さく、コントラストが低くなってしま
う。逆に、蓄積時間が長いと、同図（ｄ）のように、全
ての素子が飽和し（Ｖｓａｔは光電変換素子の飽和レベ
ル）、本来あるべきコントラストがなくなってしまった
りする。それゆえ、適当な大きさの画像出力を得る必要
があり、そのために適当な蓄積時間で電荷蓄積しなけれ
ばならない。この適当な蓄積時間を求める方法には以下
のような例がある。

【００１０】１つは、複数の光電変換素子群よりなるイ
メージセンサの近くに、ＡＧＣ（Auto Gain Controll）
専用のセンサを設けて、その出力に基づいて、次回の蓄
積における出力のピーク値等が適当な値になるような蓄
積時間を算出する方法である。なお、以後、この方法を
ハードＡＧＣと略す。もう１つは、今回のイメージセン
サの画像出力とそのときの蓄積時間とに基づいて、次回
の蓄積における出力のピーク値等が適当な値になるよ
う、次回の蓄積時間を算出する方法である。なお、以
後、この方法をソフトＡＧＣと略す。

【００１１】しかし、ハードＡＧＣでは、ある像面内に
おいて、イメージセンサが存在する領域と、ＡＧＣ専用
センサが存在する領域とが異なるため、例えば、明るい
領域と暗い領域の境界がイメージセンサ領域とＡＧＣ専
用センサ領域との間にあるような場合、ＡＧＣ専用セン
サからの出力に基づいて算出される蓄積時間は、イメー
ジセンサにとって適当な蓄積時間と全く違ってしまうと
いう不具合がある。

【００１２】また、ソフトＡＧＣでは、焦点検出装置の
電源投入直後のように前回の蓄積時間やイメージセンサ
の画像出力がない場合、予め与えられた蓄積時間で蓄積
を行っている。しかし、初回の蓄積時間が固定的である
ため、初回の蓄積による出力が余りに小さかったり、逆
にセンサが飽和状態になっている等で、余りに大きかっ
たりすると、その出力に基づいて適当な蓄積時間を算出
することができない。このような場合は、適当な蓄積時
間が算出できるまで蓄積を繰り返さなければならず、焦
点検出を終えるまでに非常に時間がかかってしまうとい
う不具合がある。

【００１３】そこで、焦点検出装置の電源投入直後の蓄
積動作は、ハードＡＧＣによって蓄積時間を算出し、そ
の後、ソフトＡＧＣによって蓄積時間を算出する方法も
ある。また、この場合、ＡＧＣ専用センサの替わりに、
自動露出制御に用いる測光センサを用い、この測光セン
サで、蓄積時間を算出し、その後、ソフトＡＧＣによっ
て蓄積時間を算出する方法もある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】近年、暗い場所でも、
焦点検出動作を行えるよう、焦点検出用補助光源を備え
ているものがある。このような補助光源を使用する場
合、補助光照射直後は、被写体の明るさが前回の蓄積動
作時よりも遥かに明るいため、前回の蓄積時間と画像出
力とから次回の蓄積時間を求めると、次回の蓄積時間が
長くなり過ぎてしまうという問題点がある。

【００１５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、補助光源を使用する際に適切な蓄
積時間で蓄積を行うことができ、焦点検出動作を短時間
で行うことができる自動焦点検出装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の自動焦点検出装置は、撮影光学系からの光を分光し、
その一方をイメージセンサに導く分光光学系と、前記分
光光学系で分光された他方の光を受け、露光時間決定用
データを得るために、この光の量に応じた光電信号を出
力する測光センサと、被写体に光を照射する焦点検出補
助光源と、前記焦点検出補助光源を発光させる光源起動
スイッチと、前記撮影光学系に関する焦点検出動作を起
動させる焦点検出起動スイッチと、前記焦点検出起動ス
イッチがオン状態のときに前記光源起動スイッチがオン
になった際に、その時点から前記イメージセンサが前記
光電信号を所定回数出力する間は、前記測光センサから
の前記光電信号に基づいて該イメージセンサの蓄積時間
を定め、該イメージセンサが該光電信号を所定回数出力
後は、今回のイメージセンサの光電信号のレベル及びそ
の時の蓄積時間に基づいて該イメージセンサの次回の蓄
積時間を定める蓄積時間演算手段と、を備えていること
を特徴とするものである。なお、以上において、「スイ
ッチ」には、撮影者が直接操作するスイッチのみなら
ず、例えば、マイクロコンピュータからの指示によりオ
ン・オフ動作するスイッチも含まれる。

【００１７】ここで、前記自動焦点検出装置において、
前記測光センサは、複数の測光素子より構成され、複数
の前記測光素子からの前記光電信号のうち、前記イメー
ジセンサと光学的に重なり合う位置に位置している測光
素子からの光電信号を抽出する信号抽出手段を有し、前
記蓄積時間演算手段は、前記信号抽出手段で抽出された
前記測光素子の前記光電信号に基づいて、前記イメージ
センサの前記蓄積時間を定めるものであることが好まし
い。なお、以上において、「光学的に重なり合う」と
は、予定焦点面と共役な面で、前記イメージセンサの像
と前記測光素子の像とが重なり合うことを言う。

【００１８】また、前記蓄積時間演算手段は、前記焦点
検出起動スイッチがオンになった際にも、その時点から
前記イメージセンサが前記光電信号を所定回数出力する
間は、前記測光センサからの前記光電信号に基づいて該
イメージセンサの蓄積時間を定め、該イメージセンサが
該光電信号を所定回数出力後は、今回のイメージセンサ
の光電信号のレベル及びその時の蓄積時間に基づいて該
イメージセンサの次回の蓄積時間を定めるものであるこ
とが好ましい。

【００１９】また、さらに他の発明としての自動焦点検
出装置は、撮影光学系からの光を受け、この光を一定時
間蓄積し、この間の光量に応じた光電信号を逐次出力す
るイメージセンサを備え、該光電信号に基づいて該撮影
光学系の焦点を検出し、その結果に応じて該撮影光学系
を移動させて、該撮影光学系を合焦させる自動焦点検出
装置において、前記撮影光学系からの光を分光し、その
一方を前記イメージセンサに導く分光光学系と、前記分
光光学系で分光された他方の光を受け、露光時間決定用
データを得るために、この光の量に応じた光電信号をそ
れぞれ出力する複数の測光素子を有している測光センサ
と、複数の前記測光素子からの前記光電信号のうち、前
記イメージセンサと光学的に重なり合う位置に位置して
いる測光素子からの光電信号を抽出する信号抽出手段
と、被写体に光を照射する焦点検出補助光源と、前記焦
点検出補助光源を発光させる光源起動スイッチと、前記
撮影光学系に関する焦点検出動作を起動させる焦点検出
起動スイッチと、前記焦点検出起動スイッチがオンにな
った際に、その時点から前記イメージセンサが前記光電
信号を所定回数出力する間は、前記信号抽出手段で抽出
された前記測光素子からの前記光電信号に基づいて該イ
メージセンサの蓄積時間を定め、該イメージセンサが該
光電信号を所定回数出力後は、今回のイメージセンサの
光電信号のレベル及びその時の蓄積時間に基づいて該イ
メージセンサの次回の蓄積時間を定める蓄積時間演算手
段と、を備えていることを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】焦点検出起動スイッチがオンになると、及び光
源起動スイッチがオンになると、蓄積時間演算部は、そ
の時点からイメージセンサが光電信号を所定回数出力す
る間は、露光時間決定用の測光センサからの光電信号に
基づいて、イメージセンサの蓄積時間を定める。また、
イメージセンサが光電信号を所定回数出力後は、今回の
イメージセンサの光電信号のレベル及びその時の蓄積時
間に基づいて、イメージセンサの次回の蓄積時間を定め
る。以上のようにしてイメージセンサの蓄積時間が定ま
ると、イメージセンサはこの蓄積時間で蓄積を行い、光
電信号を出力する。デフォーカス量は、この光電信号に
基づいて定まり、撮影レンズは、このデフォーカス量に
応じた分だけ移動し、合焦する。

【００２１】このように、本発明では、焦点検出装置の
電源投入直後や焦点検出用補助光の電源投入直後のよう
に、その直前に蓄積動作が行われていない場合には、露
出時間決定用の測光センサからの出力を用いて、イメー
ジセンサの蓄積時間を求めているので、このような場合
における適切な蓄積時間を求めることができる。従っ
て、このような場合でも、撮影レンズを短時間で合焦さ
せることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る自動焦点検出装置につい
て図面を用いて説明する。本実施例の自動焦点検出装置
は、図４に示すように、一眼レフカメラで、フィルム等
が装填されるカメラ本体４０と、このカメラ本体４０に
脱着可能なレンズ鏡筒３０とを備えている。

【００２３】レンズ鏡筒３０は、図１及び図４に示すよ
うに、撮影レンズ１と、この撮影レンズを光軸に沿って
移動させるレンズ移動機構（図示されていない。）とを
有している。カメラ本体４０は、図４に示すように、撮
影レンズ１からの光をほとんど上方に導く一方で一部を
通過させるメインミラー１０と、メインミラー１０を通
過した一部を下方に導くサブミラー１１と、サブミラー
１１により導かれた光を結像させる焦点検出光学系２
と、この焦点検出光学系２を通過した光を受けるイメー
ジセンサ３と、メインミラー１１で上方に向けられた光
が通過するファインダースクリーン１４と、ファインダ
ースクリーン１４を通過した光をほぼ直角に曲げるペン
タプリズム１５と、ペンタプリズム１５を通過した光を
結像させる接眼レンズ１７と、ペンタプリズム１５を通
過した光を受ける測光センサ１６と、焦点検出補助光源
１８と、レンズ鏡筒３０のレンズ移動機構を駆動するモ
ータ９と、このモータ９の動作を制御するモータ駆動制
御部８とを有している。カメラ本体は、さらに、図１に
示すように、イメージセンサ３を駆動するイメージセン
サ駆動制御部４と、測光センサ６を駆動する測光センサ
駆動制御部部５と、各種演算を実行して各センサ駆動部
４，５及びモータ駆動制御部８を制御する演算部７と、
焦点検出補助光源１８のスイッチ回路１６と、焦点検出
起動スイッチ１７とを有している。なお、図４におい
て、イメージセンサ駆動制御部４及び測光センサ駆動制
御部５が描かれていないが、これは図を見易くするため
に、単に省略したに過ぎない。また、図４において、１
２はフィルム面（予定焦点面）であり、１３はそれと共
役なフィルム等価面である。

【００２４】イメージセンサ３は、光蓄積式の光電変換
素子である複数のＣＣＤ(Charge Coupled Device)から
構成されている。このイメージセンサ３は、図２（ａ）
にしめすように、いわゆるクロスラインタイプと呼ばれ
るもので、一対のＣＣＤが横方向に複数並んで形成され
るα−ＣＣＤ群と、一対のＣＣＤが縦方向に複数並んで
形成されているβ−ＣＣＤ群とを有している。このα−
ＣＣＤ群が設けられている領域が測距領域αとなり、β
−ＣＣＤ群が設けられている領域が測距領域βとなる。
なお、従来技術における光電変換素子群Ａは、α−ＣＣ
Ｄ群及びβ−ＣＣＤ群を構成する複数のＣＣＤのうち、
対を成す一方のＣＣＤの集まりであり、従来技術におけ
る光電変換素子群Ｂは、α−ＣＣＤ群及びβ−ＣＣＤ群
を構成する複数のＣＣＤのうち、対を成す他方のＣＣＤ
の集まりである。このイメージセンサ３と、ファインダ
ースクリーン１４とは、いずれも、フィルム面１２と共
役な位置に設けられている。

【００２５】焦点検出光学系２は、図５に示すような視
野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部
４０１，４０２、再結像レンズ５０１，５０２を有して
いる。この焦点検出光学系２は、撮影レンズ１の異なる
領域を通過した一対の光束をその領域に対応した一対の
ＣＣＤ群へ導き、各ＣＣＤ群上に被写体像を結像する。

【００２６】測光センサ６は、非光蓄積式の光電変換素
子である複数のＳＰＤ（Silicon Photo Diode)から構成
されている。この測光センサ６は、図２（ｂ）に示すよ
うに、Ａ，Ｂ，…，Ｈの８個のＳＰＤ群を有している。
これらＳＰＤ群Ａ，Ｂ，…，Ｈが設けられている領域
が、測光領域Ａ，Ｂ，…，Ｈとなる。この測光センサ６
は、撮影レンズ１を通過した光のうち、メインミラー１
０で上方に反射された光を受け、イメージセンサ３は、
メインミラー１０を通過した光を受ける。このように、
測光センサ６とイメージセンサ３とは、物理的に異なる
位置に設けられている。しかし、測光センサ６を構成す
る８個のＳＰＤ群うち、Ｆ，Ｇ，ＨのＳＰＤ群は、光学
的に、イメージセンサ３と重なり合う位置に位置してい
る。すなわち、予定焦点面と共役な面において、イメー
ジセンサ３の像とＦ，Ｇ，ＨのＳＰＤ群の像とは、図２
（ｃ）に示すように、重なり合う。具体的には、イメー
ジセンサ３のα−ＣＣＤ群の像とＦ，Ｇ，ＨのＳＰＤ群
の像とが重なり合い、β−ＣＣＤ群の像とＧのＳＰＤ群
の像とが重なり合う。

【００２７】演算部７は、図１に示すように、イメージ
センサ駆動制御部４、測光センサ駆動制御部５及びモー
タ駆動制御部８を制御すべく、これらと信号線で接続さ
れている。この演算部７は、補助光源スイッチ回路１６
がオンになったか否かを認識するため、補助光源スイッ
チ回路１６に対してオンを指示するために、これとも、
信号線で接続されている。さらに、演算部７は、焦点検
出起動スイッチ１７がオンになったか否かを認識するた
めに、これとも、信号線で接続されている。この演算部
７には、イメージセンサ７からの光電信号がイメージセ
ンサ駆動制御部４を介して入力すると共に、測光センサ
６からの光電信号も測光センサ駆動制御部５を介して入
力し、これらの信号に基づいて、焦点検出演算（＝デフ
ォーカス量演算）及び露光時間演算を実行する。この演
算部７は、いわゆるマイクロコンピュータで構成されて
おり、各演算は、マイクロコンピュータ内のメモリに記
憶されているプログラムに基づいて、マイクロコンピュ
ータ内のＣＰＵが実行する。なお、本実施例では、焦点
検出演算と露光時間演算とを同一のマイクロコンピュー
タで行うようにしているが、それぞれ、独立したマイク
ロコンピュータで行うようにしてもよい。

【００２８】次に、本実施例の自動焦点カメラの動作に
ついて、図３に示すフローチャートに従って説明する。
なお、このフローチャートは、演算部７の動作を示して
いる。

【００２９】ステップ１では、焦点検出起動スイッチ１
７がオンにされると、演算部７は、以下の演算を開始す
ると共に、ｉに１を、ｊに０を代入する。ｉは、焦点検
出起動スイッチ１７又は補助光源スイッチ回路１６がオ
ンにされた後、焦点検出演算（ステップ１３）を何回行
ったかを表す値である。また、ｊは、補助光源スイッチ
回路１６がオンにされた直後か否かを表すフラグであ
る。ステップ２で、補助光源スイッチ１８がオンになっ
ているか否かを判定する。補助光源スイッチ回路１６が
オンになっていなければ、ステップ３に進み、そこでｊ
に０を代入し、ステップ６に進む。また、補助光源スイ
ッチ回路１６がオンになっていれば、ステップ４に進
み、ｊが０か否かを判定する。補助光源スイッチ回路１
６がオンで且つｊ＝０ならば、補助光源スイッチ回路１
６がオンにされた直後であるから、ステップ５へ進んで
再度ｉに１を代入すると共に、ｊに１を代入する。ステ
ップ４でｊ≠０のとき、及びステップ５の処理が終了す
ると、ステップ６に進む。ステップ６では、ｉが所定値
ｘより大きいかを判定する。ｉが所定値ｘより大きくな
ければ、つまり、焦点検出起動スイッチ１７又は補助光
源スイッチ回路１６がオンになった後、焦点検出演算
（ステップ１３）を所定回数行っていなければ、ステッ
プ７に進む。ｉが所定値ｘより大きければ、ステップ１
０に進む。

【００３０】ステップ７では、測光領域Ａ，Ｂ，…，Ｈ
のうち、測距領域αと光学的に重なり合っている測光領
域Ｆ，Ｇ，Ｈからの光電信号を抽出し、これらの光電信
号に基づいて、測距領域αの蓄積時間を求める。なお、
ここでの蓄積時間の求め方については後述する。ステッ
プ７の処理が終了すると、ステップ８に進んで、そこ
で、測光領域Ａ，Ｂ，…，Ｈのうち、測距領域βと光学
的に重なり合っている測光領域Ｇからの光電信号を抽出
し、この光電信号に基づいて、測距領域βの蓄積時間を
求める。ステップ８の処理が終了すると、ステップ９に
進み、そこで、ｉに１を加える。

【００３１】その後、ステップ１２では、ステップ７及
びステップ８で求めた蓄積時間分、イメージセンサ３に
光を蓄積させる。ステップ１３では、イメージセンサ３
からの光電信号に基づいて焦点検出演算（＝デフォーカ
ス量演算）を行う。この演算は、従来技術で述べた方法
で行う。ステップ１４では、ステップ１３における焦点
検出演算の結果をモータ駆動制御部８に出力し、レンズ
駆動を実行させる。ステップ１３の処理が終了すると、
再びステップ２に戻る。

【００３２】以上のようにして、ステップ２〜９，１
２，１３，１４を通るループを繰り返し、ステップ６に
おいて、ｉが所定値ｘより大きいと判定されると、つま
り焦点検出起動スイッチ１７又は補助光源スイッチ回路
１６がオンになった後、焦点検出演算（ステップ１３）
を所定回数行っていれば、ステップ１０に進む。ステッ
プ１０では、今回の測距領域αからの光電信号出力レベ
ルとそのときの測距領域αの蓄積時間とから、測距領域
αの次回の蓄積時間を求める。なお、ここでの蓄積時間
の求め方についても後述する。続いて、ステップ１１で
は、ステップ１０と同様に、今回の測距領域βからの光
電信号出力レベルとそのときの測距領域βの蓄積時間と
から、測距領域βの次回の蓄積時間を求める。ステップ
１１の処理が終了すると、ステップ１２に進み、そこ
で、ステップ１０及びステップ１１で求めた蓄積時間
分、イメージセンサ３に光を蓄積させる。そして、ステ
ップ１３で、イメージセンサ３からの光電信号に基づき
焦点検出演算を実行し、ステップ１４で、この焦点検出
演算結果をモータ駆動制御部８に出力する。

【００３３】ここで、ステップ７における蓄積時間Ｔの
算出方法について説明する。ステップ７における蓄積時
間Ｔは、（数４）に示すように、測光領域Ｆ，Ｇ，Ｈか
らのそれぞれの測光出力Ｖｆ，Ｖｇ，Ｖｈに、それぞ
れ、重み付け係数Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈを掛け、これらを加
算して求める。

【００３４】Ｔ＝（Ｃｆ×Ｖｆ＋Ｃｇ×Ｖｇ＋Ｃｈ×Ｖｈ）・・・・・・・・・・・（数４）一般的に、主要被写体が撮影画面中央にあって、かつ逆
光のような撮影条件の場合には、周辺の測光領域Ａ〜Ｄ
の測光出力値が大きく、次に測光領域Ｅ，Ｆ，Ｈの測光
出力値が大きく、中央の測光領域Ｇの測光出力値が一番
小さい。このような場合、主要被写体の焦点検出に対し
ては、重み付け係数ＣｇをＣｆ，Ｃｈより大きくすると
よい。すなわち、測距領域α，βと光学的に重なり合っ
ている測光領域Ｆ，Ｇ，Ｈからの出力のうち、いずれか
の出力が小さいと、演算部７が認識した場合には、演算
部７は、蓄積時間Ｔの演算にあたり、その小さい出力に
関する重み付け係数を他の重み付け係数より大きくし
て、蓄積時間Ｔを求めるようにするとよい。なお、ステ
ップ８における蓄積時間演算も同様の方法で行う。

【００３５】次に、ステップ１０及びステップ１１にお
ける蓄積時間Ｔの算出方法について説明する。例えば、
今回の蓄積時間をＴｐ、そのときのイメージセンサ３か
らのピーク出力をＶｐ、次回に得たいイメージセンサ３
から出力の適当な大きさＶとすると、以下に示す（数
５）の演算を行って、蓄積時間Ｔを求める。

【００３６】Ｔ＝（Ｖ／Ｖｐ）×Ｔｐ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５）ここで、適当な大きさＶは、（数６）により決定され
る。Ｖ＝Ａ×Ｖｓａｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数６）なお、（数６）において、Ａは１未満の正の実数値であ
り、ＶｓａｔはＣＣＤの飽和レベルである。このよう
に、適当な大きさＶは、Ａの大きさにより決定される。
この場合、Ａが小さいと常に画像出力のコントラストが
低くなってしまい、逆に大きいと被写体の明るさが少し
明るく変化しただけで、すぐに画像出力が飽和してしま
うので、Ａの大きさの決定には十分に配慮する必要があ
る。

【００３７】以上、本実施例によれば、焦点検出動作開
始時や補助光照射開始時には、測光センサ６からの光電
信号に基づいて、イメージセンサ３の蓄積時間を求めて
いるので、このようなときにおける適切な蓄積時間を求
めることができる。この結果、このようなときでも、撮
影レンズ１を短時間で合焦させることができる。また、
焦点検出動作開始時や補助光照射開始時におけるイメー
ジセンサ３の蓄積時間を求めるにあたり、それ専用のセ
ンサを設けることなく、測光センサ６を代用しているの
で、製造コストが高くなることもない。

【００３８】さらに、測光センサ６を構成する複数のＳ
ＰＤ群のうち、イメージセンサ３と光学的に重なり合っ
ているＳＰＤ群Ｆ，Ｇ，Ｈを用いて、イメージセンサ３
の蓄積時間を決定しているので、撮影画面内に暗部領域
と明部領域との境界があっても、例えば、イメージセン
サ３が暗部領域の光を受け、測光センサ６を構成するＳ
ＰＤ群Ｆ，Ｇ，Ｈが明部領域の光を受けてしまうような
ことはなく、イメージセンサ３にとって適切な蓄積時間
を取得することができる。

【００３９】なお、以上の実施例において、測距領域α
の蓄積時間を算出する際に測光領域Ｆ，Ｇ，Ｈに有する
ＳＰＤ群Ｆ，Ｇ，Ｈの出力に基づいて算出したが、この
際、例えば、測距領域αのうちの中央の画素出力のみに
基づいて焦点検出演算を行う場合には、中央のＳＰＤ群
Ｇからの出力に基づいて、蓄積時間を算出するようにし
てもよい。すなわち、いずれの測距領域からの出力に基
づいて焦点検出演算を実行するかに応じて、いずれの測
光領域からの出力を用いるかを決定するとよい。

【００４０】また、本実施例では、カメラ本体４０に、
モータ９及びモータ駆動制御部８が設けられているが、
レンズ鏡筒３０に、これらを設けても一向に構わない。
また、以上の実施例では、撮影レンズ１の焦点調節状態
を検出するにあたり、ＴＴＬ位相差検出方式の焦点検出
方式を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、被写体までの撮影距離を検出
するパッシブ方式の焦点検出方式に本発明を適用しても
よい。さらに、以上の実施例は、いわゆるフィルムが装
填される通常のカメラであるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、ビデオカメラに本発明を適
用してもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、補助光照射開始時に
は、測光センサからの光電信号に基づいて、イメージセ
ンサの蓄積時間を求めているので、このようなときにお
ける適切な蓄積時間を求めることができる。この結果、
どのようなときでも、撮影レンズを短時間で合焦させる
ことができる。

【００４２】また、本実施例では、焦点検出動作開始時
や補助光照射開始時におけるイメージセンサの蓄積時間
を求めるにあたり、それ専用のセンサを設けることな
く、測光センサを代用しているので、製造コストが高く
なることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の自動焦点カメラの構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る一実施例の測距領域と測光領域と
を説明するための説明図である。

【図３】本発明に係る一実施例の自動焦点カメラの動作
を示すフローチャートである。

【図４】本発明に係る一実施例の自動焦点カメラ内にお
ける部品等の配置を示す説明図である。

【図５】焦点検出光学系を示す説明図である。

【図６】焦点検出演算を説明するための説明図である。

【図７】焦点検出演算を説明するための説明図である。

【図８】蓄積時間に応じたＣＣＤからの出力を示す説明
図である。

【符号の説明】

１…撮影レンズ、２…焦点検出光学系、３…イメージセ
ンサ、４…イメージセンサ駆動制御部、５…測光センサ
駆動制御部、６…測光センサ、７…演算部、８…駆動制
御部、９…モータ、１０…メインミラー、１６…補助光
源スイッチ、１７…焦点検出起動スイッチ、１８…焦点
検出補助光源、３０…レンズ鏡筒、４０…カメラ本体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系からの光を受け、この光を一定
時間蓄積し、この間の光量に応じた光電信号を逐次出力
するイメージセンサを備え、該光電信号に基づいて該撮
影光学系の焦点を検出し、その結果に応じて該撮影光学
系を移動させて、該撮影光学系を合焦させる自動焦点検
出装置において、前記撮影光学系からの光を分光し、その一方を前記イメ
ージセンサに導く分光光学系と、前記分光光学系で分光された他方の光を受け、露光時間
決定用データを得るために、この光の量に応じた光電信
号を出力する測光センサと、被写体に光を照射する焦点検出補助光源と、前記焦点検出補助光源を発光させる光源起動スイッチ
と、前記撮影光学系に関する焦点検出動作を起動させる焦点
検出起動スイッチと、前記焦点検出起動スイッチがオン状態のときに前記光源
起動スイッチがオンになった際に、その時点から前記イ
メージセンサが前記光電信号を所定回数出力する間は、
前記測光センサからの前記光電信号に基づいて該イメー
ジセンサの蓄積時間を定め、該イメージセンサが該光電
信号を所定回数出力後は、今回のイメージセンサの光電
信号のレベル及びその時の蓄積時間に基づいて該イメー
ジセンサの次回の蓄積時間を定める蓄積時間演算手段
と、を備えていることを特徴とする自動焦点検出装置。
【請求項２】前記測光センサは、複数の測光素子より構
成され、複数の前記測光素子からの前記光電信号のうち、前記イ
メージセンサと光学的に重なり合う位置に位置している
測光素子からの光電信号を抽出する信号抽出手段を有
し、前記蓄積時間演算手段は、前記信号抽出手段で抽出され
た前記測光素子の前記光電信号に基づいて、前記イメー
ジセンサの前記蓄積時間を定めることを特徴とする請求
項１記載の自動焦点検出装置。
【請求項３】前記蓄積時間演算手段は、前記焦点検出起
動スイッチがオンになった際にも、その時点から前記イ
メージセンサが前記光電信号を所定回数出力する間は、
前記測光センサからの前記光電信号に基づいて該イメー
ジセンサの蓄積時間を定め、該イメージセンサが該光電
信号を所定回数出力後は、今回のイメージセンサの光電
信号のレベル及びその時の蓄積時間に基づいて該イメー
ジセンサの次回の蓄積時間を定めることを特徴とする請
求項１又は２記載の自動焦点検出装置。
【請求項４】撮影光学系からの光を受け、この光を一定
時間蓄積し、この間の光量に応じた光電信号を逐次出力
するイメージセンサを備え、該光電信号に基づいて該撮
影光学系の焦点を検出し、その結果に応じて該撮影光学
系を移動させて、該撮影光学系を合焦させる自動焦点検
出装置において、前記撮影光学系からの光を分光し、その一方を前記イメ
ージセンサに導く分光光学系と、前記分光光学系で分光された他方の光を受け、露光時間
決定用データを得るために、この光の量に応じた光電信
号をそれぞれ出力する複数の測光素子を有している測光
センサと、複数の前記測光素子からの前記光電信号のうち、前記イ
メージセンサと光学的に重なり合う位置に位置している
測光素子からの光電信号を抽出する信号抽出手段と、被写体に光を照射する焦点検出補助光源と、前記焦点検出補助光源を発光させる光源起動スイッチ
と、前記撮影光学系に関する焦点検出動作を起動させる焦点
検出起動スイッチと、前記焦点検出起動スイッチがオンになった際に、その時
点から前記イメージセンサが前記光電信号を所定回数出
力する間は、前記信号抽出手段で抽出された前記測光素
子からの前記光電信号に基づいて該イメージセンサの蓄
積時間を定め、該イメージセンサが該光電信号を所定回
数出力後は、今回のイメージセンサの光電信号のレベル
及びその時の蓄積時間に基づいて該イメージセンサの次
回の蓄積時間を定める蓄積時間演算手段と、を備えてい
ることを特徴とする自動焦点検出装置。