JPS62169113A - 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、カメラの撮影レンズを通過した披写体光を受
光することにより撮影レンズのピント状態を検出して焦
点調節を行なう自動焦点調節装置に関する。

従来技術とその問題点 光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズの第１
と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれぞ
れ再結像させて二つの像をつくり、この二つの像の相互
位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのずれ
里およびその方向（結像位置が予定焦点位置の前側か後
側か、即ち前ピンか後ピンか）を得るようにした焦点検
出装置が既に提案されている。このような焦点検出装置
の光学系は、第１０図に示すような構成となっており、
この光学系は撮影レンズ（２）の後方の予定焦点面（４
）あるいはこの面からさらに後方の位置にコンデンサレ
ンズ（６）を有し、さらにその後方に再結像レンズ（８
）、（１０）を有し、各再結像レンズ（８）、（Ｉ　Ｏ
）の結像面には、例えばＣＯＤを受光素子として有する
イメージセンサ（１２）、（１４）を配しである。各イ
メージセンサ（１２）、　（１４）上の像は、第１１図
に示すように、ピントを合わすべき物体の像が予定焦点
面より萌方に結像するいわゆる前ピンの場合、光軸（１
）に近くなって互いに近づき、反対に後ピンの場合、夫
々光軸（１）から遠くなる。ピントが合った場合、２つ
の像の互いに対応し合う二点の間隔は、ピント検出装置
の光学系の構成によって規定される特定の距離となる。

したがって、原理的には２つの像の互いに対応し合う二
点の間隔を検出すればピント状態が分かることになる。

この種の焦点検出光学系を内蔵したカメラの自動焦点調
節装置においては、ＣＯＤイメージセンサによる被写体
光量の積分、ＣＯＤイメージセンナ出力を用いたピント
状態検出演算（デフォーカス量演算）、デフォーカス量
に応じたレンズ駆動。

合焦位置での停止（シャッターレリーズ・・・シャッタ
ボタンが押された場合）というシーケンスをマイクロコ
ンピュータよりなる制御回路によってプログラムコント
ロールしている。

そして、この自動焦点調節装置は、被写体像が合焦近傍
にきた場合にも、連続的に上記のシーケンシャルな自動
焦点調節コントロールを行ない、合焦位置を最終的に正
確に設定することができるように連続的なＡＰ（自動焦
点調節）を実行する。

合焦の精度を上げるため、レンズの移動中も測距を行い
、また、これに必要な補正を行う（特開昭５６−７８８
２３号公報および特開昭６０−１５６０２８号公報参照
）。

発明の解決すべき問題点 ところで、上記のような自動焦点調節装置で、被写体が
カメラに向かって接近してくる場合や遠ざかっていく場
合等、１回の測距によってデフォーカス量を検出し、こ
のデフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦位置に移
動させたときには、その間に被写体が動いているため、
実際には被写体のピントがあった状態ではなくなってい
る。

レンズを被写体の動きに追随させるためには、測距に伴
うデフォーカス量等の演算に要する時間をできるだけ短
くすることが好ましい。

そこで、従来は、たとえば、情分中央値から測距演算終
了時までの間のレンズ移動量とデフォーカス量とを比較
し、同じ値になればレンズを停止し、合焦状態にしてい
た。ここで、積分中央値は、光電変換素子の電荷蓄積が
予定の半分になるところで検出しているので、回路的に
複雑であった。

本発明の目的は、自動焦点調節において、測距とデフォ
ーカス量の演算のループに要する時間を短縮した自動焦
点調節装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明に係る自動焦点調節装置は、光軸に対して互いに
対称な関係にある撮影レンズの第１と第２の領域のそれ
ぞれを通過した被写体からの光束をそれぞれ再結像させ
てなる二つの像を受光する光電変換手段と、この光電変
換手段により得られた二つの像の相互位置関係から合焦
位置からの撮影レンズのデフォーカス量を求めるデフォ
ーカス量演算手段と、このデフォーカス量を駆動量に換
算して撮影レンズを合焦位置方向に駆動する駆動手段と
、撮影レンズの移動に従って信号を発生する移動量信号
発生手段と、移動量信号発生手段の信号によって撮影レ
ンズの移動の方向により加算又は減算するカウンタ手段
と、駆動手段による撮影レンズの移動を制御するレンズ
制御手段とからなり、このレンズ制御手段は、デフォー
カス量が所定の範囲外にある場合は、光電変換手段によ
る受光とこれに基づくデフォーカス演算手段による演算
を順次行わせ、撮影レンズを高速かつ定速で駆動させ、
光電変換手段における被写体像の光景の積分の開始時、
終了時およびこの積分をもとにしたデフォーカス量演算
手段による演算の終了時の３時点でのカウンタ手段の計
数値から、積分の中央時点から演算終了時までの撮影レ
ンズの移動量を演算し、デフォーカス量が所定の範囲内
にある場合は、駆動手段に撮影レンズを低速で駆動させ
、上記のデフォーカス量より求められる駆動量と上記の
移動量との差で定まる残り駆動量と、上記の移動量検出
手段が検出したパルス数とが等しくなったときに駆動手
段に撮影レンズを停止させることを特徴とする。

血−里 デフォーカス量が所定の範囲外にあるときは、撮影レン
ズを高速かつ定速で駆動して測距を行いデフォーカス量
を逐次求める。

デフォーカス量が所定の範囲内（合焦近傍）になると測
距を行わず、デフォーカス量から最新の測距に要した時
間を差し引いた残り駆動量だけ撮影レンズを低速で駆動
し停止する。

実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しながら次の
順序で具体的に説明する。

ａ：自動焦点調節装置のシステム構成 り：自動焦点調節の制御 Ｃ：デフォーカス量演算 ｄ：自動焦点調節のフロー （ａ）　　自動焦点調節装置のシステム構成第２図に示
すカメラにおいて、一点鎖線の左側は交換レンズ（ＬＺ
）、右側はカメラ本体（ＢＤ）であり、両者はそれぞれ
クラッチ（１０Ｂ）、（１０７）を介して機構的に接続
される。このカメラシステムでは、交換レンズ（ＬＺ）
のレンズ系をａ過した被写体光が、カメラ本体（ＢＤ）
の反射ミラー（１０８）の中央の半透光部を透過し、サ
ブミラー（１０９）によって反射されＣＯＤイメージセ
ンサ（ＦＬＭ）に受光されるように、その光学系が構成
されている。

インターフェイス回路（１１２）は合焦検出モジュール
（ＡＦＭ）内のＣＯＤイメージセンサ（ＦＬＭ）を駆動
したり、ＣＯＤイメージセンサ（ＦＬＭ）から被写体デ
ータを取り込んだり、またこのデータをＡＰコントロー
ラ（１１３）へ送り出したりする。

ＡＰコントローラ（＋１３）はＣＯＤイメージセンサ（
ＦＬＭ）からの信号に基づいて、合焦位置からのズレ債
を示すデフォーカス量１ΔＬ１とデフォーカス方向（ｍ
ｌピン、後ピン）との信号を算出する。

モータ（Ｍｏｌ）はこれら信号に基づいて駆動され、そ
の回転はスリップ機構（ＳＬＰ）、駆動機構（ＬＤＲ）
、カメラ本体側クラッチ（＋０７）を介して交換レンズ
（ＬＺ）に伝達される。尚、スリップ機構（ＳＬＰ）は
交換レンズ（ＬＺ）の被動部に所定以上のトルクがかか
ったときにすべってモータ（Ｍｏｌ　）にその負荷がか
からないようにするものである。

レンズ側クラッチ（１０６）には伝達機構（１０５）が
接続され、この伝達機構（１０５）を介してレンズ系を
光軸方向に移動させて焦点調節が行なわれる。また、交
換レンズ（ＬＺ）を駆動するモータ（Ｍｏｌ）の駆動量
をモニターするためのエンコーダ（ＥＮＣ）がカメラ本
体（ＢＤ）の駆動機構（ＬＤＲ）に連結されており、こ
のエンコーダ（ＥＮＣ）から交換レンズ（ＬＺ）を駆動
するモータ（Ｍｏｌ）の駆動量に対応した数のパルスが
出力される。

ここで、モータ（Ｍｏｌ）の回転数をＮＭ（ｒｏｔ）、
エンコーダ（ＥＮＣ）からのパルス数をＮ、エンコーダ
（ＥＳＣ）の分解能をｐ　（１／ｒｏｔ）、モータ（Ｍ
ｏｌ）の回転軸からエンコーダ（ＥＮＣ）の取付軸まで
の機械伝達系の減速比をμＰ、モータ（ＭＯｌ　）の回
転軸からカメラ本体側クラッチ（１０７）までの機械伝
達系の減速比をμＢ、レンズ側クラッチ（１０６）から
レンズ系までの機械伝達系の減速比をμし、焦点調節部
材（＋０２）のへりコイドリ−ドをＬ　Ｈ（、ｍｍ／　
ｒｏｔ）、フォーカス用レンズ（ＰＬ）の移動量をΔｄ
（ｍ＋＋＋）とすると、Ｎ＝ρ・μＰ−ＮＭ Δｄ＝ＮＭ・μＢ・μＬ−ＬＨ 即ち、 Δｄ＝Ｎ・μＢ・μＬ　−Ｌ　Ｈ／（ρ・μＰ）・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
１）の関係式が得られる。

また、レンズをΔｄ　（＋ｎｍ）だけ移動させたときの
結像面の移動量ΔＬ　（ｍｍ）と上記Δｄとの比をＫｏ
ｐ＝Δｄ／ΔＬ　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（２）で表すと、式（１）、（２
）より Ｎ＝Ｋｏｐ・ΔＬ・ρ・μＰ／ （μＢ・μＬ−ＬＨ）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（３）の関係式が得られる。ここで、 ＫＬ＝Ｋｏｐ／（μＬ−ＬＨ）　　・・・・・・・・・
・・・・・・（４）ＫＢ＝ρ・μＰ／μＢ　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）とすると、 Ｎ＝ＫＢ−ＫＬ・ΔＬ　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（６）の関係式が得られる。

尚、（６）式において、ΔＬはＡＰコントローラ（＋１
３）からデフォーカス量１ΔＬ）とデフォーカス方向の
信号として得られる。

また、（５）式のＫＢはカメラ本体（ＢＤ）での前記減
速比μＢに応じて固定的に定められるデータであり、こ
のデータＫＢはカメラコントローラ（１１１）が持って
いる。

ＡＦコントローラ（１１３）は、インターフェイス回路
（１１２）からの被写体像のデータを使ってデフォーカ
ス量１ΔＬ１を求め、このデフォーカス量１ΔＬ１と、
ＫＬ−ＫＢ＝にとに基づいてＫ・１ΔＩ、　ｌ　＝Ｎ の演算を行い、エンコーダ（ＥＮＣ）で検出すべきパル
ス数を算出する。ＡＰコントローラ（＋１３）は、被写
体像のデータを使って求めたデフォーカス方向の信号に
応じてモータドライバ回路（１１４）を通してモータ（
Ｍｏｌ）を時計方向或いは反時計方向に回転させ、エン
コーダ（ＥＮＣ）からＡＰコントローラ（１１３）での
算出値Ｎに等しい数のパルスが入力した時点で、交換レ
ンズ（ＬＺ）が合焦位置までの移動量Δｄだけ移動した
と判断して、モータ（Ｍｏｌ）の回転を停止させる。

なお、以上の説明では、カメラ本体（ＢＤ）側にデータ
ＫＢを固定記憶させ、このデータＫＢに交換レンズ（Ｌ
Ｚ）からのデータＫＬを掛けることにより に＝ＫＬ　−ＫＢ の値を算出させていたが、Ｋ値の算出は上述の方法に限
定されるものではない。

尚、上記の第２図についての説明では、本発明の全体的
な機能および作用を理解しゃすくするために本発明の装
置が回路ブロックの組合せによって構成されるように示
したが、実際には、それらの回路ブロックの機能のほと
んどは、以下に述べるように、マイクロコンピュータに
より達成される。

次に、本発明に係る焦点検出制御回路全体のブロック図
を第３図に示す。

第３図において、マイクロコンピュータにより構成され
る制御回路（３０）は、焦点検出モードスイッチ（図示
せず）がオンのとき、図示しないシャツタレリーズボタ
ンの一段押しで焦点検出の動作を開始する。

まず、制御回路（３０）から光電変換回路（２０）に設
けられた第１および第２の光電変換素子アレイとしての
ＣＯＤイメージセンサにパルス状の積分クリア信号ＩＣ
Ｇ５が出力され、これにより光電変換回路（２０）のＣ
ＯＤイメージセンサの各画素が初期状態にリセットされ
ると共に、ＣＯＤイメージセンサに内蔵された輝度モニ
タ回路（図示せず）の出力ＡＧＣＯＳが電源電圧レベル
にセットされる。また、制御回路（３０）はこれと同時
に“Ｈｉｇｈ”レベルのシフトパルス発生許可信号５Ｈ
ＥＮを出力する。そして、積分クリア信号ＩＣＧ５が消
えると同時に、光電変換回路（２０）のＣＣＤイメージ
センサ内の各画素では光電流の積分が開始され、同時に
光電変換回路（２０）の輝度モニタ回路の出力ＡＧＣＯ
Ｓが被写体輝度に応じた速度で低下し始めるが、光電変
換回路（２０）に内蔵された基準信号発生回路からの基
準信号出力り。

Ｓは一定の基準レベルに保たれる。利得制御回路（３２
）はＡＧＣＯＳをＤＯＳと比較し、所定時間（焦点検出
時には１００　ｍ５ｅｃ）内にＡＧＣＯＳがＤＯＳに対
してどの程度低下するかによって、利得可変の差動アン
プ（２６）の利得を制御する。又、利得制御回路（３２
）は、積分クリア信号ＩＣＧ５の消滅後、所定時間内に
ＡＧＣＯＳがＤＯＳに対して所定レベル以上低下したこ
とを検出すると、その時“Ｈｉｇｈ”レベルのＴＩＮＴ
信号を出力する。

このＴＩＮＴ信号は、アンド回路（ＡＮ）及びオア回路
（ＯＲ）を通ってシフトパルス発生回路（３４）に入力
され、これに応答してこの回路（３４）からシフトパル
スＳＨが出力される。このシフトパルスＳＨが光電変換
回路（２０）に入力されると、ＣＯＤイメージセンナの
各画素による光電流積分が終わり、この積分値に応じた
電荷がＣＯＤイメージセンサから光電変換回路２０内の
シフトレジスタの対応するセルに並列的に転送される。

一方、制御回路（３０）からのクロックパルスＯＬに基
づいて、転送パルス発生回路（３６）からは位相が１８
０°ずれた２つのセンサー駆動パルスφ１．φ２が出力
され、光電変換回路（２０）に入力される。

光電変換回路（２０）のＣＯＤイメージセンサは、これ
らのセンサ駆動パルスφ１．φ２のうち、φ！の立上り
と同期してＣＯＤシフトレジスタの各画素の電荷を１つ
ずつ端から直列的に排出し、画像信号を形成するＯ５信
号が順次出力される。このＯ８信号は対応する画素への
入射強度が低い程高い電圧となっており、減算回路（２
２）がこれを上述の基準信号ＤＯＳから差し引いて、（
ＤＯＳ−ＯＳ）を画素信号として出力する。尚、積分ク
リア信号ＩＣＧの消滅後ＴＩＮＴ信号が出力されずに所
定時間が経過すると、制御回路（３０）は“Ｈｉｇｈ”
レベルのシフトパルス発生指令信号ＳＨＭを出力する。

したがって、積分クリア信号ＩＣＧの消滅後所定時間経
過しても利得制御回路（３２）から“Ｈｉｇｈ”レベル
のＴＩＮＴ信号が出力されない場合は、このシフトパル
ス発生指令信号ＳＨＭに応答して、シフトパルス発生回
路（３４）がシフトパルスＳＨを発生する。

一方、上述の動作において、制御回路（３０）は光電変
換回路（２０）のＣＯＤイメージセンサの第７番目から
第１Ｏ番目までの画素に対応する画素信号が出力される
ときに、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈを出力する。ＣＯ
Ｄイメージセンサのこの部分は暗出力成分を除去する目
的でアルミマスクが施され、ＣＯＤイメージセンサの受
光画素としては遮光状態になっている部分である。一方
、サンプルホールド信号によって、ピークホールド回路
（２４）は光電変換回路（２０）のＣＯＤイメージセン
ナのアルミマスク部に対応する出力Ｏ８とＤＯＳとの差
を保持し、以降この差出力ＶＰと画素信号ＤＯＳ’　と
が利得可変アンプ（２６）に入力される。そして、利得
可変アンプ（２６）は、画素信号とその差出力の差を利
得制御回路（３２）により、制御された利得でもって増
幅し、その増幅出力ＤＯ８”がＡ／Ｄ変換器（２８）に
よってＡ／Ｄ変換された後、画素信号データとして制御
回路（３１）に取込まれる。Ａ／Ｄ変換回路（２８）の
Ａ／Ｄ変換は８ビツトで行なわれるが、制御回路（３０
）へは上位、下位の４ビツトずつ転送される。

この後、制御回路（３０）は、この画素信号データを内
部のメモリに順次保存するが、ＣＯＤイメージセンサの
全画素に対応するデータの保存が完了すると、そのデー
タを所定のプログラムに従って処理して、デフォーカス
量及びその方向を算出し、表示回路（３８）にそれらを
表示させると共に、一方ではレンズ駆動装置（４０）を
デフォーカス量及びその方向に応じて駆動し、撮影レン
ズ（ＬＺ）の自動焦点調節を行う。

（ｂ）　　自動焦点調節の制御 第１図は、自動焦点調節装置のブロック図である。デフ
ォーカス計算回路（６４）、レンズ駆動量レジスタ（６
８）、レンズ駆動制御回路（７０）、第１カウンタレジ
スタ（７２）および第２カウンタレジスタ（７４）は、
マイクロプロセッサ（３０）により構成する。

撮影レンズ（ＬＺ）を通して被写体の光束（りが入射し
、カメラボディ（ＢＤ）の中に内蔵した合焦検出モジュ
ール（５）に導かれる。合焦検出モジュ−ル（５）は、
コンデンサレンズ（６）、瞳マスク（７）。

再結像レンズ（８°）およびＣＣＤラインセンサ（１３
）を含む。

ＣＣＤラインセンサ（１３）に入射した。被写体像の光
量は、光電変換され、Ａ／Ｄ変換回路（６２）に人力さ
れ、デフォーカス量計算回路（６４）に取り込まれて（
ｃ）節に説明するようにデフォーカス量（合焦位置から
のずれ）ＤＦが計算される。

レンズ駆動系では、このデフォーカス量に対応した移動
量（パルスカウント数）だけパルスモータ−で撮影レン
ズ（ＬＺ）を駆動し、ＡＰの動作を行う。レンズ駆動回
路（６６）は、２つの速度で撮影レンズ（ＬＺ）を駆動
する。デフォーカス量が大きい領域（以下アウトゾーン
とよぶ）では、高速かつ定速で撮影レンズ２を移動させ
、デフォーカス量が小さい領域（以下ニアゾーンとよぶ
）では、低速で又はモーターのオンオフ制御により非定
速で移動させる。アウトゾーンでは、レンズを定速で駆
動しなから測距を行うことによりレンズ駆動量（ＥＲＲ
ＣＮＴ　）を被写体の動きに追随して精度よく求める。

この際、レンズの減速開始からレンズ停止までの予想カ
ウント数（すなわち、各交換レンズで予想される最大値
であり、後に説明するＫＮＺ＋ＮＺＣ）をレンズ駆動量
（ＥＲｒ（ＣＮＴ）から差し引いておく。他方、ニアゾ
ーンでは、レンズを駆動しながらの測距を行わず、残り
のレンズ駆動量だけ進んだときに停止させる。

レンズ駆動量レジスタ（６８）は、演算で求まったデフ
ォーカス量から撮影レンズ（ＬＺ）の駆動量に変換した
数値（ＥＲＲＣＮＴ）を移動量検出回路（７４）の出力
するパルスカウントに換算した値として保育する。この
移動量検出回路（７４）は、モータ（Ｍｏｌ）に取り付
けたフォトインクラブタとコード板より構成されたエン
コーダであり、レンズ駆動を開始すると、エンコーダの
出力パルス信号を第１カウンタレジスタ（７２）と第２
カウンタレジスタ（７６）とに出力する。

アウトゾーン時には、レンズ駆動量レジスタ（６８）に
は、デフォーカス量ＤＦ’から換算されたレンズ駆動量
ＥＲＲＣＮＴをニアゾーン内で駆動すべき所定のパルス
カウント数ＮＺＣおよび後に説明する測距演算中のレン
ズ行きすぎ予想量ＫＮＺだけ差し引いた量すなわちＥＶ
ＴＣＮＴ（＝　ＥＲＲＣＮＴ−ＮＺＣ−ＫＮＺ　’）を
格納する。そして、レンズ駆動制御回路（７０）は、レ
ンズ駆動回路（７０）にハイスピード駆動信号を出し、
また、第１カウンタレジスタ（７２）に高速で駆動すべ
き量（ＥＶＴＣＮＴ）をセットする。（レンズ停止状態
で測距が行われたときは、当然ＫＮＺ＝０であり、高速
定速駆動状態で測距が行われたときは、ＫＮＺは所定の
定数である。）本実施例では、実際のレンズ行きすぎ補
正量すなわち測距演算に要した時間ＣＴＣでＥｒｔｒｌ
ＣＮＴを修正する補正演算を行わずに、単に定数ＫＮＺ
を差し引くことで、修正に要する時間を短くし、測距の
回数を多くする。

第１カウンタレジスタ７２にセットされた値は測距毎に
最新値が更新される。この値は、移動量検出回路（７４
）からパルスが来るたびにｌだけ減算される。

そして、この値が０になれば、アウトゾーンが終わった
ので、第１カウンタレジスタ（７２）は、レンズ駆動制
御回路（７０）に対して割込信号を出し、低速駆動のた
めの初期設定を行う。すなわち、デフォーカス量計算回
路（６４）は、レンズ駆動量レジスタ（６８）にニアゾ
ーンで駆動すべきｆｆ１ＮＺＣＮＴ＝（ＮＺＣ＋ＫＮＺ
）を出力する。また、第２カウンタレジスタ（７６）に
レンズ駆動量カウンタ値ＥＮＺＣＮＴとして最新の測距
演算に要したレンズ行きすぎカウント値ＣＴＣを出力す
る。（ＥＮ７．ＣＮＴ＝ＣＴＣ）すなわち、予想値ＫＮ
Ｚを用いず、測定値ＣＴＣを用いる。これ以後、撮影レ
ンズ（Ｌ　Ｚ）はニアゾーン領域（合焦近傍）に入る。

同時に、レンズ駆動量モニタ用のレジスタが第２カウン
タレジスタ（７６）に移る。

ニアゾーンでは、第２カウンタレジスタ（７６）は、移
動量検出回路（７４）からのパルスが入るたびにレンズ
駆動制御回路（７０）に割込信号を出し、第２カウンタ
レジスタ（７６）の計数（ＥＮＺＣＮＴ）を１だけ加算
し、ニアゾーンでの移動ｍを求める（第９図参照）。

なお、撮影レンズ２を駆動するモーター（ＭＯｌ　）の
スピードは、好ましくは合焦位置に近づくにつれしだい
に遅くする。ニアゾーンでは、非定速なので測距演算は
行わず、ＣＴＣの値は更新されない。したがって、残り
駆動量は、ＮＺＣ＋ＫＮＺ−ＣＴＣである。第２カウン
タレジスタ（７６）の計数（ＥＮＺＣＴＣ）がレンズ駆
動量レジスタ（６８）の数値（ＮＺＣＮＴ）と同じ値に
なれば、レンズ駆動は停止され、撮影レンズは合焦状態
になる。

高速から低速に移った場合の動作を、レンズ駆動の速度
と各時点での処理のタイミングを示した第４図を用いて
説明する。ここでは、時刻ｔ。において、ＡＰ開始スイ
ッチが入り、ｔ、でＡＦが終了して合焦になる。ＡＰス
スタート時、撮影レンズ２は、アウトゾーンにあるとす
る。ＡＰ開始信号が来ればｔ。で積分を始めｔｌで測距
演算を始める。そしてデフォーカス量が求まれば演算終
了時ｔ、からレンズ駆動を開始する。レンズ加速中は積
分をしない。この理由は、測距演算の誤差を避けるため
である。

そして、レンズスピードが定速になった時点ｔ３におい
てレンズ駆動中の積分を始める。駆動中の積分について
は積分と演算中に行きすぎるであろうというカウント値
を求めるために積分開始時ｔ。

で第１カウンタレジスタ（７２）の値をレンズ駆動制御
回路（７０）が読み取ってメモリＴ、に保存する。また
、積分終了時ｔ４では、メモリＴ、に保存する。測距演
算をｔ４から開始し、演算がｔ５で終了するとする。演
算終了時ｔ、での第１カウンタレジスタ（７２）の値を
レンズ駆動制御回路（７０）が読み取ってメモリＴ３に
保存する。

被写体のデータはｔ３からｔ４の間で得られるのである
が、ｔ、とかｔ４の中央時点ｂ’を、被写体データの得
られた代表点とすると、このデータが得られた時点Ｉｓ
’と、演算が求まった時点ｔ。

との間にはＣＴＣだけ時間おくれがある。このＣＴＣと
は、ｔ３°からｔｓまでに進んだパルスカウントの値で
あり、（’ｒｔ−’ｒｓ）−（’ｒ、−’ｒｔ）／２で
求められる。この時間遅れの間にもレンズ（２）は動き
２レンズ駆動中に求めたレンズ駆動すべき量ＤＰはすで
に、０７０分は動いてしまっているということになる。

ところが、被写体が動いていた場合、これを追いかける
ＡＰを行っていたりすると、こういった補正等の演算が
多いと測距に時間がかかり、問題である。できるだけ測
距周期を早くし、被写体に対する追随性を上げておきた
い。

そこで、時点ｔ、において求まったレンズ駆動１ＥＲＲ
ｃＮＴには、交換レンズや積分時間に保存する０７０分
の補正を行わず、定数ＫＮＺをさしひいて、ＥＲＲＣＮ
Ｔ−ＫＮＺ−ＮＺＣを高速でのレンズ駆動量とする。す
なわち、 ＥＲＲＣＮＴ−ＮＺＣ−ＫＮＺ→ＥＶＴＣＮＴ。

このゆきすぎ予想量ＫＮＺというのは最大積分時間のか
かる明るさの場合にレンズ駆動量のパルス当たりの重み
が大きい交換レンズ、すなわち、デフォーカスＩＤＰと
レンズ駆動パルスカウントＥＲＲＣＮＴの変換係数が小
さい交換レンズを用いた場合を最悪の条件として、この
時のＣＴＣを想定して設定されている。なお、ＮＺＣは
、ニアゾーン内で即ち低速で駆動すべきパルス数である
。

次に、再びｔ５から、センサの積分を開始し、同様にＴ
、を第１カウンタレジスタ（７２）から読み取っておく
。積分終了時ｔ６でも同様にＴ、を第１カウンタレジス
タ（７２）から読み取り、演算終了時ｔ７でＴ、を第１
カウンタレジスタ（７２）から読み取り、同様にＥＲＲ
ＣＮＴ−ＮＺＣ−ＫＮＺ−ＥＶＴＣＮＴとしていく。

ｔ７で次の積分に入り、この積分が終了しないうちにＥ
ＶＴＣＮＴ＝０となり、ハイスピードの駆動を終えたと
する。この時点をｔ、とする。なお、これはどの時点で
もありえ、今は積分中としたが、演算中でもかまわない
。第４図では、ｔｏの時点で割り込みが入り、第１カウ
ンタレジスタ（７２）のフローに入ることになる。そし
て、ｔｓでレンズ駆動は、高速から低速に切り換わる。

このとき、低速で駆動すべきｚＮｚｃＮＴ＝（ＮＺＣ＋
ＫＮＺ　）は、レンズ駆動量レジスタ（６８）にセット
し、低速に切り換わる前の測距演算時のＣＴＣ値（ｔｓ
、　ｂ、　ｔ７でのＴ１．Ｔｔ、Ｔ３より求められる）
を（ＥＮＺＣＮＴ）として第２カウンタレジスタ（７６
）のアップカウンタのベース値（オフセット値）として
セットする。こうして、レンズ移動量モニタレジスタが
第１カウンタレジスタ（７２）から第２カウンタレジス
タ（７６）に切り換わる。このカウンタ（７６）は、レ
ンズ移動に伴い、移動量検出回路（７４）からパルスが
入ってくるに従ってカウントアツプしていくものである
。一方、ニアゾーン領域での駆動！ＮＺＣと、アウトゾ
ーンで行きすぎ予想値として考えていたＫＮＺとの和（
ＮＺＣＮＴ）をロースピード駆動量としてレンズ移動量
レジスタ（６８）にセットする。すなわち、ＣＴＣ−Ｅ
ＮＺＣＮＴ ＮＺＣ＋ＫＮＺ　　→　ＮＺＣＮＴ 第４図に各変数の関係を表わす。ロースピード領域で実
際にレンズが動いたパルス数をＸとすると、ＣＴＣ＋Ｘ
がＥＮＺＣＮＴである。そして、このＥＮＺＣＮＴがレ
ンズ駆動量レジスタ（６８）のＮＺＣＮＴと等しくなれ
ば、ニアゾーンで駆動すべき量を動かし終えたというこ
とでレンズ２をストップさせる。この時、レンズ（２）
は合焦状態になっている。

なお、レンズ行きすぎｆｆ１（ＣＴＣ）の計算は、常に
最新のデータにリフレッシュしておいて、ニアゾーンに
入ってから利用してもよいし、また、ニアゾーンに入っ
てから演算してもよい。

次に、ＡＦススタート時、レンズ２がニアゾーンにある
場合を説明する。この場合、積分と演算により得られた
レンズ駆動量ＥＲＲＣＮＴをレンズ駆動量レジスタ（６
８）にＮＺＣＮＴとしてセットする。そして、第１カウ
ンタレジスタ（７２）のＥＶＴＣＮＴをＦＦＨ，第２カ
ウンタレジスタ（７６）のＥＮＺＣＮＴをＯとする。

すなわち、 ＥＲＲＣＮＴ　　−４ＮＺＣＮＴ ＦＦＨ−４ＥＶＴＣＮＴ ００Ｈ−４ＥＮＺＣＮＴ そして、レンズ（２）を低速で駆動する。移動量検出回
路（７４）からパルスにより、第２カウンタレジスタ（
７６）のＥＮＺＣＮＴは１ずつ増加する。

ＥＮＺＣＮＴ＝ＮＺＣＮＴとなったときに、レンズ（２
）を停止すると、レンズ（２）は合焦状態になっている
。

最後にＡＰススタート時レンズ（２）かにゾーンにある
場合を説明する。Ｋゾーンとは、合焦位置からＫＮＺ以
内の領域をいう。ＫＮＺとは、上に述べたように、積分
中点から演算終了時までにレンズ（２）が行きすぎると
予想する最悪値である。

この場合、はじめは、アウトゾーン時と同様に扱う。た
だし、レンズ停止中なので、ＫＮＺ＝Ｏ。

ＣＴＣ＝Ｏとする。したがって、 ＥＲＲＣＮＴ−ＮＺＣ→ＥＶＴＣＮＴ そして、高速で駆動して、Ｋゾーン内にある時には、次
の積分を行わないようにし、これによって、Ｋゾーン内
で停止することを防ぐ。そして、次の積分でニアゾーン
扱いとして低速で駆動する。

（ｃ）　　デフォーカス量の演算 第５図に、デフォーカスｆｆ１ＤＦの演算のフローを示
す。光電変換素子アレー（１３）は、第６図に示すよう
に光軸（１）に関して対称的に配置された■次元ＣＯＤ
センサである。その一方を基準部Ｌ１他方を参照部Ｒと
よぶ。基準部りの各画素により受光された光量をＣｋ（
ｋ＝　１　、２　、・・・２３）とし、参照部の各画素
により受光された光量をｒｋ（ｋ＝　１　。

２、・・・３１）とする。光電変換素子アレー（１３）
上に結像した２つの像の間隔を検出するために、参照部
Ｒ上の連続する２３個の画素からなる９ケの組に対して
相関値Ｈ（１２）を求め、Ｈ（（２）が最も小さいｅの
値からデフォーカス量ＤＦを求める。

まず、ステップ＃５１でコントラストＣを計算する。次
に、相関値Ｈ（１２）を９ケの組に対して求め（＃５２
、以下ステップを略する）、Ｈ（のが最小であるＱの値
をＱｍとする（＃５３）。

Ｑ、がｌ又は９であるか否かを判別しく＃５４）、そう
であれば、そのＱＩｌｌを像の位置ＸＭとする（＃５７
）。そして、Ｈ（ｆｆＭ）をＹ＠とする。

＃５４で否であれば、補間計算を行い（＃５５）、像の
位置ＸＭをさらに正確に求める（＃５５）。さらに、Ｙ
Ｍを求める（＃５６）。

次に、ＹＭ／Ｃが所定の値ａ以上であるか否かを判別す
る（＃５９）。そうであれば、コントラストが低いので
、デフォーカス量を計算せずにリターンする。否であれ
ば、デフォーカス量ＤＦを計算してリターンする（＃６
０）。なお、合焦位置は５であり、またαは変換係数で
ある。

（ｄ）　　自動焦点調節のフロー 第７図に自動焦点調節のフローを示す。

まず、アウトゾーンからＡＰがスタートしたとする。不
図示のＡＦ’開始ボタンを押し、マイコンのプログラム
がスタートすると、まず＃ｌから始まり、ＣＯＤライン
センサ（１３）の積分を開始する。そして＃２でＣＣＤ
センサ各画素のデータを用いてデフォーカスｌ１ＤＦを
求める（（Ｃ）節参照）。

＃３でレンズ繰り出し量変換係数を用いて、デフォーカ
ス量ＤＦからレンズ駆動パルスカウント値ＥＲＲＣＮＴ
を求める。＃４で撮影レンズ（ＬＺ）がストップ中かど
うかの判別をするが、はじめはストップ中なので＃５に
進む。レンズが停止しているので、積分中点から演算終
了までにレンズが行きすぎると予想する値ＫＮＺを０と
し、又、同様にＣＴＣもＯとしておく（＃５）。

今求めたデフォーカスｆｆ１ＤＦより合焦状態であるか
否かを判別して（＃６）、レンズ（２）が合焦状！ｆ３
　（Ｄ　Ｆ　＜　Ｅ　ＲＲＣＮ　Ｔ　）にあれば、＃９
へ進み、合焦表示の処理を行う。そして、再び、＃ｌへ
もどり、測距をくりかえす。＃６で合焦でなければ＃７
進み、方向反転のチェックをし、今回レンズを動かすと
いう方向と前回のＡＦまでレンズを動かしていた方向と
が反転していれば、＃８へ進みレンズ駆動系のバックラ
ッシュ補正を行う。（詳細は略する。） 次に＃１５では、レンズ駆動量ＥＲＲＣＮＴがニアゾー
ンに入っているかどうか、すなわちＥＲＲＣ，ＮＴ＜Ｎ
ＺＣの判定をし、ニアゾーンなら、例えばニアゾーンフ
ラグをたてて（不図示）、＃１６へ進む。ニアゾーンで
なければ＃１８へ進む。今アウトゾーンという設定であ
るので、＃１８でアウトゾーン駆動量ＥＲＲＣＮＴ−Ｎ
ＺＣをレンズ駆動量モニタ用カウンタ（１２）のＥＶＴ
ＣＮＴにセットする。＃１９で第１カウンタレジスタ（
７２）を駆動し、この時レンズ駆動回路（６６）にハイ
スピード駆動用の信号を出しておき、＃２０に進む。

そして、＃２０では、レンズ駆動回路（６６）にレンズ
駆動開始信号を出し、実際にレンズ（２）が動き始める
。

次に＃２Ｉでは、再びニアゾーンかどうかの判断をする
。ここでは＃１５の判別の際にセットしたニアゾーンフ
ラグを見ればよい。このフラグが立っていれば＃２２に
進んでレンズが停止するのを待ち、ニアゾーンフラグが
たっていなければ＃３１へ進み、レンズ停止中なので＃
３２で時間まちをする。次に、＃ｌへもどり、再び測距
に入る。

ここで、＃２２と＃３２は同じ理由でこのステップがあ
る。＃３２では、レンズ駆動開始時の正の加速度がある
ため、レンズが一定速になるまで待つ。また、＃２２で
は、同様に、ニアゾーンでは、正の加速後すぐに負の加
速に入るので定速領域がほとんどないため、ニアゾーン
駆動中の測距の積分は合焦ずれの原因となるためにレン
ズ停止まちとなる。なお、このレンズ停止は、第２カウ
ンタレジスタ（７６）の割りこみ処理によるものである
。

今のアウトゾーンという条件にもどってフローを追うと
、＃３１から＃ｌへと進む。第２図ではｔ、の時点であ
る。＃ｌで新たな積分に入り、フローを流れ、＃４で今
度はレンズ駆動中であるので、＃ｌＯへ進む。

＃ｌＯで行きすぎ予想値２００パルスをＫＮＺにセット
する。＃ｌｌでは、今回の演算結果と、今レンズを駆動
している方向とが反転していれば、＃１４へ進み、レン
ズを停止し、再び測距に入る。

反転していなければ、＃１２へ進み、行きすぎ予想値Ｋ
ＮＺをレンズ駆動すべき値ＥＲＲＣＮＴからさしひいて
おく。モして＃１３で再び方向が反転していないかどう
か判別し、＃１２の演算によって方向が反転していれば
やはり＃１４へ進む。

反転していなければ、＃１５に進む。ＥＲＲＣＮＴがＮ
ＺＣより小さければ＃Ｉ６へ進むが、今回はアウトゾー
ンとして＃１８でアウトゾーン駆動ｍをセットする。す
なわち、レンズ駆動中には、駆動量としてＥｒｔＲＣＮ
Ｔ−ＫＮＺ−ＮＺＣをＥＶＴＣＮＴにセットしなおすわ
けである。同様にフローを流れ、＃３１では、レンズ駆
動中であるので時間まちをせず、再び測距のループをま
わる。

そしてループ中にアウトゾーンでのレンズ駆動量を駆動
しおえ、ＥＶＴＣＮＴがＯになれば、第１カウンタレジ
スタ（７２）の割り込みが入り、第８図の＃２３からの
フローがスタートする。このフローは低速駆動への切り
換えのためのセットをするわけである。すなわち＃２３
で低速の駆動すべきｆｉＮＺｃＮＴをレンズ駆動型レジ
スタ（６８）にセットする。＃２４で低速へ切りかわる
１回前に測距した時の積分中点から演算終了までのレン
ズ行きすぎ量ＣＴＣを、前述のように計算する。

そして＃２５でそのＣＴＣを駆動量モニタカウンタ（７
６）にＥＮＺＣＮＴとしてＣＴＣをセットする。＃２６
で第２カウンタレジスタ（７６）を作動させる。そして
＃２７でレンズ駆動回路（６６）に対し、レンズ駆動を
低速に切り換えて、＃２２に入り、レンズ停止まちに入
る。

低速駆動中は、移動量検出回路ｌＯから１パルス入るご
とに第２カウンタレジスタ１３の割り込みがかかり、第
９図の＃２８からのフローがスタートし、移動ｍを計数
する。＃２８では第２カウンタレジスタ（Ｉ３）のＥＮ
ＺＣＮＴをカウントアツプしていく。切り換わって低速
に入った場合は、ＥＮＺＣＮＴはカウント値ＣＴＣから
スタートしているわけである。そして＃２９で、ＥＮＺ
ＣＮＴとＮＺＣＮＴを比較して、駆動すべき量に達して
いれば、ＥＮＺＣＮＴ＝ＮＺＣＮＴとなる。未だ駆動の
必要がある場合には、割り込み処理はリターンしていき
、＃２２をループしながら、第２カウンタレジスタ（７
６）の割り込みまちとなる。

＃２９でＥＮＺＣＮＴ＝ＮＺＣＮＴとなれば、＃３０で
レンズ停止となり、合焦確認のため＃ｌにもどり、測距
に入る。そして、＃６で合焦となると、＃９に移り、合
焦表示等の処理に入る。

以上が、アウトゾーンからＡＦＬ、た場合のフローであ
る。

次に、ＡＦ開始時に、ニアゾーン内に入っている場合の
説明に移る。＃１からスタートして＃１５まではアウト
ゾーンと同じである。＃１５ではニアゾーンと判別され
るので、＃１６に移る。＃１６では、低速で駆動すべき
量としてＥＲＲＣＮＴをＮＺＣＮＴにセットし、アップ
カウンタ（７６）のＥＮＺＣＮＴへは０をセットする。

そして、＃１７で第２カウンタレジスタ（７６）を駆動
させて、＃２０でレンズ駆動を開始する。

＃２１でニアゾーンであると判別をして＃２２に進みレ
ンズの停止まちとなる。以下、アウトゾーンからＡＦｔ
、た場合に高速から低速に切り換った時と同様に、パル
スが入るたびに第２カウンタレジスタ（７６）の割り込
みが入る。そして、デフォーカス分駆動し終えればレン
ズを停止し、＃ｌから＃６を通り＃９で合焦となる。

次に、ＡＰススタート時にゾーンからスタートした場合
を考える。ＡＰは、＃ｌからスタートし、＃４．＃５を
通り、＃１５でアウトゾーン扱いでアウトゾーン駆動量
をセットする。そして、＃２０でレンズ駆動を始め、＃
２１から＃３２を通って、＃ｌへ戻ってい（。ところが
、アウトゾーン駆動量というのは、たかだか２００パル
スとしているので、次の測距ループ（＃ｌ〜＃４→＃１
０→＃１３−＃１５）をまわる以前にアウトゾーン駆動
量が駆動を終了することがある。この場合、停止中のＥ
ＲＲＣＮＴを持って、第１カウンタレジスタ（７２）の
割り込みが入る。＃２３でＮＺＣ＋ＫＮＺを駆動量とし
てＮ　Ｚ　ＣＮ　Ｔにセットするのであるが、この割り
込みが来た要因のＥＲＲＣＮＴは、レンズ停止中であっ
たためにレンズ駆動による行きすぎｆｉＣＴＣには関係
がない。よって＃５でＫＮＺ＝ＣＴＣ＝Ｏとしている。

したがって、＃２３のＫＮＺ＝Ｏであり、＃２４．＃２
５のＣＴＣｃ）Ｏであるので、ＮＺＣがＮＺＣＮＴＩニ
ーｔ＝−、＋トされ、０がＥＮＺＣＮＴにセットされる
。

以下は他の場合と同様に＃２７から＃２２に移り、第２
カウンタレジスタ（７６）の割り込みがパルス入力ごと
に入り、Ｅ　Ｎ　Ｚ　ＣＮ　Ｔ　＝　Ｎ　Ｚ　ＣＮ　Ｔ
となった時点で合焦となるわけである。

変形実施例としてレンズ行きすぎｍＣＴＣの計算（第８
図の＃２４）は、＃１１と＃１２の間にいれてもよい。

これにより、ＣＴＣの計算は高速駆動中に行っておくこ
とになる。この場合、Ｔ１゜Ｔ２．Ｔ３をずっと格納し
ておく必要がないので、それらのレジスタは不用になり
、ＣＴＣのレジスタだけを用いればよい。

また、第１図における第１カウンタレジスタ（７２）と
第２カウンタレノスタ（７６）とを１つのレジスタで代
用してもよい。第７〜９図のフローでは、第１カウンタ
レジスタ（７２）のフローと第２カウンタレジスタ（７
６）のフローとを切り換えて使えばよい。これは、両カ
ウンタレジスタ（７２）。

（７６）を同時に使用することはないからである。

さらに、第１カウンタレジスタ（７２）は、第２カウン
タレジスタ（７６）と同様にアップカウンタにしてもよ
い。この場合、第１カウンタレジスタ（７２）の初期値
は０であり、パルスが入るたびに１つ加算されることに
なる。そして、第１カウンタレジスタ（７２）とレンズ
駆動量レジスタ（６８）とが同じ値になれば、高速駆動
領域が終わることになる。

発明の効果 測距とデフォーカス量演算のループに要する時間が短縮
でき、また、高速駆動中でのレンズ移動分の補正を行わ
ないので、測距回数が増し、被写体の移動に追随しやす
い。比較的合焦付近のデータが使えるので、大デフォー
カス量の時（高速定速駆動時）に最初の測定結果が少々
ばらついても合焦精度を上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動焦点調節装置のブロック図である。 第２図は、自動焦点調節装置を備えたカメラのブロック
図である。 第３図は、自動焦点調節装置の回路図である。 第４図は、レンズスピードとレンズの位置との関係の一
例のグラフである。 第５図は、デフォーカス量演算のフローチャートである
。 第６図は、光電交換素子アレイの図である。 第７図〜第９図は、それぞれ、自動焦点調節のフローチ
ャートである。 第１０図と第１１図は、それぞれ、焦点検出の原理を示
す図である。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　弁理士　前出　葆ほか２名第１　＞Ｔ４ １ひ！タレンｒ 第４゛ 第６図 第５図 第７ｘ 第８語　　　　　　　　　　第９」 第ｉｏ、＝’３ ４１１冗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズ
   の第１と第２の領域のそれぞれを通過した被写体からの
   光束をそれぞれ再結像させてなる二つの像を受光する光
   電変換手段と、 この光電変換手段により得られた二つの像の相互位置関
   係から合焦位置からの撮影レンズのデフォーカス量を求
   めるデフォーカス量演算手段と、このデフォーカス量を
   駆動量に換算して撮影レンズを合焦位置方向に駆動する
   駆動手段と、撮影レンズの移動に従って信号を発生する
   移動量信号発生手段と、 移動量信号発生手段の信号によって撮影レンズの移動の
   方向により加算又は減算するカウンタ手段と、 駆動手段による撮影レンズの移動を制御するレンズ制御
   手段とからなり、 このレンズ制御手段は、デフォーカス量が所定の範囲外
   にある場合は、光電変換手段による受光とこれに基づく
   デフォーカス演算手段による演算を順次行わせ、駆動手
   段に撮影レンズを高速かつ定速で駆動させ、光電変換手
   段における被写体像の光量の積分の開始時、終了時およ
   びこの積分をもとにしたデフォーカス量演算手段による
   演算の終了時の３時点でのカウンタ手段の計数値から、
   積分の中央時点から演算終了時までの撮影レンズの移動
   量を演算し、 デフォーカス量が所定の範囲内にある場合は、駆動手段
   に撮影レンズを低速で駆動させ、上記のデフォーカス量
   より求められる駆動量と上記の移動量との差で定まる残
   り駆動量と、上記の移動量検出手段が検出したパルス数
   とが等しくなったときに駆動手段に撮影レンズを停止さ
   せることを特徴とする自動焦点調節装置。