JPH01237610A - オートフォーカス装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、オートフォーカス装置、詳しくはカメラ等
に用いられる自動焦点調節装置に関するものである。

［従来の技術］ 周知のように、−眼レフレックスカメラ等のオートフォ
ーカス装置（以下、ＡＦ装置という）には、第５図に示
すようなセパレータレンズを有するＡＦセンサユニット
８を用い、２像のズレ量からピントズレ量を求める相関
法によるＡＦ装置が使用されている。即ち、撮影レンズ
１を透過しフィルムと共役な面２に結像した光を、コリ
メータレンズ３および視野マスク４によって２つのセパ
レータレンズ５ａ、５ｂに導き、複数の光電変換画素列
よりなる第１の受光素子列６ａおよび第２の受光素子列
６ｂを有するイメージセンサ６の上記第１および第２の
受光素子列６ａ、６ｂ上に、それぞれ上記各セパレータ
レンズ５ａ、５ｂによって結像させるようにしたもので
ある。このＡＦ装置は２つの像のズレ量が撮影レンズ１
のピントズレ量にほぼ対応していることを利用し、２つ
の像をイメージセンサ６でビデオ信号として取り出し、
そのデータから像ズレ量を求め、その算出値で撮影レン
ズ１を合焦位置へ移動させるようにしたものである。つ
まり、イメージセンサ６の第１受光素子列６ａと第２受
光素子列６ｂからの出力信号よりイメージセンサ６上の
被写体像の合焦位置からのズレ量Δを算出し、このズレ
量と撮影レンズｌのデフォーカスＩｉＤとの直線近似の
関係を用いてズレ量Δよりデフォーカスｆｆ１Ｄを求め
て撮影レンズ１を合焦位置へ移動させている。

ところが、このＡＦ装置にあってはズレ量Δとデフォー
カスｍＤとの関係は、合焦位置に対して±３〜５關程度
のズした範囲内では直線近似になるが、基本的には、双
曲線の関係にあるから像ズレ量ΔとピントズレｉＤの関
係は、第６図に示すように直線に近似できなくなる。こ
のために撮影レンズの移動量が多くなり過ぎて一度の合
焦動作では合焦しなくなってしまう。即ち、−回目の測
距結果で撮影レンズ１を駆動した場合、直接近似のΔ−
Ｄ特性き双曲線のΔ−Ｄ特性の相違による測距誤差分だ
け合焦位置より行き過ぎた位置で撮影レンズ１が停止す
ることになる。

そこで、この問題を解決するために直線式でな［Ａ１．
Ａ２　；定数、Δ；像ズレ量］なる式でピントズレ量を
求めるようにした解決手段が特開昭６２−１００７１８
号公報により提案されている。

であり、これは製品によってバラツクものである。

従って、この解決手段は製造時に定数を、いちいち調整
しなければならないという煩わしさがあり、また調整方
法も複雑で時間のかかるものであった。

しかも温度によって最適な定数も変化するという欠点も
あった。

本発明の目的は、これらの問題点を解消するために、Ａ
Ｆ装置自体に定数の自己修正機能を持たせたＡＦ装置を
提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のＡＦ装置は上記目的を達成するために、第１の
受光素子列および第２の受光素子列を有するＡＦセンサ
ユニットに結像された２つの像の相対位置関係と係数を
用いて、撮影レンズの合焦位置からのズレ量を算出する
演算手段と、上記ズレ量に基づいて撮影レンズを移動さ
せる駆動手段と、この駆動手段と上記演算手段の合焦動
作の結果に基づいて上記係数を修正する修正手段とを具
備することを特徴とするものである。

［作　用］ 像ズレ量とピントズレ量との換算は、前記第２図に示し
たようにズレが大きいときには、直線式からズレる。し
かし、傾きが逆にならない限りは、どの傾き（０および
閃を除く）においても測距→レンズ移動を繰り返したの
ち、合焦点に収束する。

従って本発明では、毎測距時に像ズレ量と移動させたレ
ンズの量を記憶しておき、合焦動作後に記憶したデータ
を基に最終レンズ位置を目標ピント位置として係数を再
計算し、１／ｍの重み付けで係数を修正する。これを各
ＡＦ毎に行ない自己修正させる。

［実　施　例コ 以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第１図は、本発明の適用されたＡＦ装置の概略構成図で
あって、撮影レンズ１を透過した被写体からの反射光は
、ハーフミラ−１０で分割され、一方の光は図示されな
いシャッタを介してフィ□ルム面９に導かれ、他方の光
は上記フィルム面９と共役な位置に配設されたＡＦセン
サユニット８に導かれるようになっている。このＡＦセ
ンサユニット８の構成は前記第５図で説明したものと同
様の構成を有しているものであり、同センサユニット８
からの測距出力はＣＰＵ７に入力される。そして、２つ
の像の相対位置関係と係数を用いて撮影レンズ１の合焦
位置からのズレ量を算出する演算、上記ズレ量に基づい
て撮影レンズ１を移動させる駆動手段（図示されず）へ
の出力信号の送出、およびレンズ駆動と上記演算による
合焦動作の結果に基づいて上記係数を修正する動作がこ
のＣＰＵ７で行なわれるようになっている。

第２図は、本発明の第１実施例を示す係数自己修正のア
ルゴリズムのフローチャートである。このアルゴリズム
は、ＡＦセンサユニット８からの測距信号を用いて２像
のズレ量を検出する像ズレ検出サブルーチン、ピントズ
レ量算出、レンズ移動を繰り返し、かつ毎回のピントズ
レ量と像ズレ量を記憶する合焦部分と合焦後、シャッタ
シーケンスを行ない、その後に記憶したピントズレ量。

像ズレ量を基に係数を自己修正する係数修正部分により
構成されている。

次に、その動作について説明すると、ＡＦスタートで像
ズレ量Δを算出し、これをΔ１に記憶する。像ズレ量Δ
によってピントズレｍＤをは本発明により自己修正がか
けられる係数である。

ピントズレ量りもＤｌに紀憶し、レンズ１をＤだけ移動
させる。次に、合焦の確認のために再度、像ズレ量Δを
ｎ１定し、これを次のメモリに記憶する。合焦でなけれ
ば、ピントズレ量を求め、次のメモリに記憶すると共に
求めた値だけレンズを動かす。これを合焦許容内になる
まで繰り返し行なう。合焦許容内にピントが合ったらシ
ャッタシーケンスに移る。そして、撮影に必要な動作が
終了した後に、係数の自己修正を行なう。繰り返しの数
が２回以下の場合には、修正不用と考え修正は行なわな
い。修正は１回目と２回目の測距データで行なう。記憶
されたピントズレｆｆ１Ｄのその回までの合計から真の
ピントズレ量を求め、その値と像ズレ量から今回のＡＦ
時の係数を求め直す。この係数を１／ｍの重み付けして
係数を修正する。

なお、合焦不能の場合は修正を行なわない。°また、繰
り返しが異常に多い時は合焦より数回前のデータで修正
を行なう等の方法も効果がある。また、重み付は定数ｍ
を繰り返し回数が多いほど小さくしても良い。

このように本実施例によれば、シャッタシーケンス後の
撮影操作性に影響の無い時に、係数を自己修正するので
、使用しているうちに合焦時間が短かくなり、かつ温度
特性の変化による影響も補正でき、高速で高信頼性に富
んだ正確なＡＦが行なえる。また製造時の調整も不要な
ので、安価で製品のバラツキもないものになる。更に、
重み付゛け定数ｍを繰り返し数で変えることで、係数が
大きくずれていても速い修正ができる。

第３図および第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図は本発明の
第２実施例を示したものである。この実施例におけるＡ
Ｆ装置の光学系および各ユニットの構成は、前記第１実
施例のものと同様に構成されている。本実施例では、ピ
ントズレｆｆ１Ｄの算出を第３図に示すように、各エリ
ア毎に分けて、その中で直線近似を行ない像ズレ量Δか
らピントズレｕＤを求めるようにしたもので、この場合
のアルゴリズムのフローチャートを第４Ａ図〜第４Ｃ図
に示しである。

ピントズレ量算出のアルゴリズムは、第４Ｃ図のフロー
に示す如く、前記第１実施例と同様に、像ズレ量Δの検
出を行ない、上述した直線近似によるピントズレｆｆ１
Ｄの演算によってレンズ移動量を求め、これによりレン
ズを移動させる。レンズの移動終了後、再度、像ズレ量
Δを検出し、ピントズレｆｆ１Ｄの演算を行ない、レン
ズ移動を合焦するまで繰り返す。そして、各繰り返し毎
の像ズレ量ΔとピントズレＱＤを記録しておく。ここま
での構成と動作は、前記第１実施例とほぼ同じである。

また合焦後、シャッタシーケンスを終えた後、１回の合
焦動作（Ｋ−１）で合焦点に達した場合は、そこでシー
ケンスは終了する。複数回の合焦動作で合焦に達したと
きは、ピントズレ量演算の係数を自己修正する。この修
正データは、毎回の像ズレ量Δ、ピントズレＨＤが使用
される。

この第２実施例のＡＦ装置の動作を次に述べると、ＡＦ
スタートで像ズレ量Δを算出し、Δ１に記憶する。像ズ
レ量ΔによってピントズレｍＤを算出する。ピントズレ
２Ｄの演算は、第４Ａ図に示すように、像ズレ量Δが正
であるか負であるかを判断する。正負の符号によりレン
ズを繰り出すか繰り込むかが決められる。また、前記第
６図から明らかなように、像ズレ量の正と負（繰り出し
か繰り込みか）により傾が異なる。このことにより正方
向のエリアと負方向のエリアに分けて演算するが、これ
は係数が異なるだけなので、ここでは正方向を例にとっ
て説明する。

先ず、像ズレがどのエリアにあるかを判断する。

例えば、第３図に示すように像ズレがエリア３にあると
すると、像ズレ量Δはｅｔとｅ２とｅ３を引くまで負に
はならない。エリア３のルーチンでは引きすぎたｅ３を
加えエリア３内での大きさにエリア３での傾きａ３をか
けてエリア２までのピントズレｆｆ１Ｂ２を加えること
で、ピントズレｆｆ１Ｄを求める。像ズレ量Δが負の時
は、これらの符号が反対になる。ピントズレｆｌＤは、
更にレンズによる係数りをかけて実際に移動させる量の
ピントズレ量りになる。

ピントズレＪｕＤの算出に次いで、第１実施例と同様に
ズレｍＤの記録、そしてレンズの移動が行なわれ、これ
が合焦まで繰り返される。合焦後、シャッタシーケンス
を行ないフィルムへの露光等のＣＰＵの必要な動作を終
了する。そののち、最後に合焦したかどうかの確認の像
ズレ検出骨のピント演算を行なう（第４Ｃ図参照）。合
焦判断は必ずしもピッタリ合焦でなくても合焦とするの
で、そのズレ分を修正に反映させるために最後のピント
ズレＥｉｌＤを求める。

もしここで、−度のＡＦ動作で合焦した場合（Ｋ−１）
は、係数の修正の必要が無いとして全シーケンスを終了
する。そうでない場合は、合焦点に近い測距点（Ｋが大
きい方）から順に、そのΔのあるエリアの傾きを修正す
る。この修正は第４Ｂ図に示す如く、修正するエリアよ
り像ズレの少ないエリアの傾きは合っているとして、今
回必要だった傾きａの値を求め、１／ｍの重みを付けて
係数ａ　を修正する。またこの重み付は係数ｍを繰り返
しの数により、例えばＬ−３にのようにすることで各エ
リア毎に重み付けが異なり適切な修正が行なえる。この
他、第１実施例と同様、Ｋが一定以上のような合焦不能
や合焦に不安がある場合は修正を行なわないようにして
も良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、 ■式が簡単で、゛レンズの移動量が少ないときほど演算
速度が速くなるピントズレ演算の修正手段であり、自己
修正が可能となる。

■エリアに分けた修正が行なえるので、良く使うエリア
の修正を先に行なえば、早く学習が終了する。

■直線近似によるピントズレ演算を用いているの温度特
性やズレ、経年変化等のＡＦ装置による他の要因も使用
して行く度に修正され、製造時の調整無しに最高の状態
になじんでいく。

■直線による近似であるが、曲線による近似で同様のこ
とを行なうことで、よりエリア数の少ない誤差の少ない
ものになる。

等の顕著な効果を発揮し、従来の欠点を解消したＡＦ装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の適用されたＡＦ装置の概略構成図、 第２図は、本発明の第１実施例を示すＡＦ装置における
ピントズレ量演算手段および係数修正手段のフローチャ
ート、 第３図は、ピントズレ量−像ズレ量の特性曲線における
エリアを示す線図、 第４Ａ図〜第４Ｃ図は、本発明の第２実施例を示すＡＦ
装置におけるピントズレ量演算手段および係数修正手段
の各フローチャート、 第５図は、ＡＦ装置におけるＡＦゼンサユニットの構成
図、 第６図は、ピントズレ量−像ズレ量の特性線図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・撮影レンズ７・・・
・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ　（演算手段、修正手
段）８・・・・・・・・・・・・・・・ＡＦセンサユニ
ット（第１の受光素子列） （第２の受光素子列）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの光軸を挾む異なる光路を通過した２
   つの像を受ける複数の画素よりなる第１の受光素子列お
   よび第２の受光素子列と、 これらの受光素子列の上に結像される２つの像の相対位
   置関係と係数を用いて、上記撮影レンズの合焦位置から
   のズレ量を演算する演算手段と、上記ズレ量に基づいて
   上記撮影レンズを移動する駆動手段と、 上記演算手段と上記駆動手段の合焦動作の結果に基づい
   て上記係数を修正する修正手段と、を具備したことを特
   徴とするオートフォーカス装置。