JPH0279012A - カメラの自動合焦装置 - 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】 ［産業上の利用分野ゴ この発明は、レンズを透過して入射する光束によって光
量積分型の受光素子上に被写体像を形成し、光量積分を
行ってレンズの被写体に対するデフォーカス量を求める
カメラの自動合焦装置に関するものである。

［従来の技術］ 一眼レフカメラ等の高精度のピント合わせが要求される
カメラでは、レンズを透過した光束によって形成される
像の状態によってデフォーカス量を検知するいわゆるＴ
ＴＬ方式の焦点検出法がオートフォーカス（＾Ｆ）の方
式として多く採用されている。

デフォーカス量は、レンズ繰り出し量変換係数Ｋｖａｌ
を用いてＡＦモータの駆動パルスに変換される。

本明細書では、Ｋｖａｌを、単位像面移動量当りのレン
ズ繰り出し量と定義することとするが、逆の定義、すな
わちレンズの単位繰り出し量当りの像面移動量と定義す
ることもでき、その場合には後述する大小関係は逆とな
る。

なお、Ｋｖａｌは、ズームレンズでは焦点距離毎に異な
る値をとるため、レンズ内に設けられたＲＯＭに可変情
報として格納されている。

ところで、Ｋｖａｌは一般に焦点距離が長いほど小さく
短いほど大きくな値をとり、例えば第１３図に破線で示
したような曲線によって表現される。なお、レンズの焦
点距離は直接検出することができないため、グラフでは
ズーム環の位置を焦点距離に対応する変数として示して
いる。

従来のズームレンズにおいては、レンズ鏡筒のズーム環
と固定環とに設けられたコード板とブラシとの摺接状態
によって検出されるズームコードに基づいてＫｖａｌを
求めているため、にｖａｔは第１３図に実線で示したよ
うにズームコードの区間内で１つの値をとる断続的なデ
ータとして管理されていた。

これは第１４図に示したように焦点距離を検出する場合
にも同様に当てはまる。なお、第１４図では実際の焦点
距離とズームコード板から検出される焦点距離とを区別
するため後者を検出焦点距離として示している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したようにレンズＲＯＭ内のデータ
をズームコード板から検出されるズームコードに基づい
てアドレスする構成では、Ｋｖａｌの管理が大まかなも
のとなり、正確なＡＰ副制御行うことができないという
問題があった。

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、ズーミングを行なうズームモータの駆動量を検知する
ことにより、ズーミングに伴うにｖａｔの算出をより正
確に行い得るカメラの自動合焦装置の提供を目的とする
。゛ ［課題を解決するための手段］ 請求項１の自動合焦装置は、第１図（Ａ）に示した通り
、撮影レンズのズーミングを行なうズームモータ及び撮
影レンズのフォーカシングを行なうフォーカスモータと
、フォーカスモータを駆動するモータ駆動手段と、ズー
ムモータの駆動量を検出するズームモータ駆動量検出手
段と、撮影レンズの被写体に対するデフォーカス量を検
出するデフォーカス量検出手段と、デフォーカス量をフ
ォーカスモータの駆動量に変換するためのレンズ繰り出
し量変換係数をズームモータ駆動量、検出手段の出力に
対応して出力する変換係数出力手段と、変換係数及びデ
フォーカス量からモータ駆動手段に伝達する駆動量を算
出する駆動量算出手段とを備えることを特徴とする 請求項２の自動合焦装置は、第１図（Ｂ）に示した通り
、撮影レンズのズーミングを行なうズームモータ及び撮
影レンズのフォーカシングを行なうフォーカスモータと
、フォーカスモータを駆動するモータ駆動手段と、ズー
ムモータの駆動量を検出するズームモータ駆動量検出手
段と、撮影レンズの焦点距離を複数の区間に分割して検
出する焦点距離検出手段と、撮影レンズの被写体に対す
るデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と
、デフォーカス量をフォーカスレンズの駆動量に変換す
るためのレンズ繰り出し量変換係数の基準値を焦点距離
検出手段の出力に対応して出力する基準係数出力手段と
、区間内における変換係数の変化率を出力する補正係数
出力手段と、基準係数及びズームモータ駆動量検出手段
の出力及び変化率から焦点距離検出手段の同一区間内に
おける変換係数を一次関数として管理する変換係数演算
手段と、変換係数及びデフォーカス量からモータ駆動手
段に伝達する駆動量を算出する駆動量算出手段とを備え
ることを特徴とする。

［作用］ 請求項１の構成によれば、レンズ繰り出し量変換係数Ｋ
ｖａｌをズームモータの駆動量によって検出される焦点
距離情報によって逐次より詳細に決定することができる
。但し、この場合には変化させる係数Ｋｖａｌの値を全
て記憶する必要がある。

請求項２の構成によれば、従来から使用されているズー
ムコード板を利用しつつズームコードの区間内で係数１
［ｖａｌについて２つの値を管理するのみでよいため、
必要となる記憶容量が請求項１の構成より少なくても足
りる。

［実施例］ 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はこの発明に係る自動合焦装置を備えるカメラシ
ステムの概略を示すブロック図である。

ボディｌは、撮影用の各種の情報処理を行うメインＣＰ
Ｕｌ０と、主としてスイッチによる情報入力、撮影レン
ズ２との情報の授受及び表示を行う表示用ＣＰＵＩＩと
の２つのＣＰＵを備えており、これらのＣＰＵを中心に
各種の情報を表示するＬＣＤパネル１２、パトローネに
プリントされたＤｘコードから使用されるフィルムのＩ
ＳＯ感度を入力するＤｘコード入力回路１３、撮影レン
ズを介して入射する光束から被写体の輝度を測光する受
光索子１４及びこの受光素子の出力を＾／Ｄ変換する＾
／Ｄ回路１５、入力される各種の撮影条件に基づいてシ
ャッターを制御する露出制御回路１６、撮影レンズを介
して入射する光束によって形成される被写体像を受光す
るＡＰ用ＣＣＤ１７、このＡＦ用ＣＣＤ１７の出力から
撮影レンズのデフォーカス量を検出するＣＣＤ処理回路
１８を備えている。

また、レンズのフォーカシングを行うためのオートフォ
ーカス（ＡＦ）モータ１９は、レンズ内にＡＦモータを
持たない撮影レンズが装着された際にカプラー１９ａを
介して撮影レンズ側へ駆動力を伝達するものであり、Ｃ
ＣＤ処理回路１８の出力を演算して＾Ｆモータ１９を駆
動するＡＦモータ制御回路加、ＡＦモータ１９の駆動量
をパルスとして検出するＡＦパルサー２１と共に設けら
れている。

バッテリー２２は、上述したカメラボディ内の各能動素
子に電源を供給するほか、後述の撮影レンズ内のモータ
、ＣＰＵに対しても電源の供給を行う。

一方、レンズ２は、レンズ内にＡＦモータ６０とパワー
ズーム（ＰＺ）モータ６１と自動絞り制御（ＡＨ）モー
タ６２との３つのモータを内蔵しており、フォーカシン
グ、ズーミング、絞り制御を何れもレンズ内の駆動力に
よって行い得る構成となっている。

なお、レンズ２は、カム環の回転でレンズ各群を光軸方
向に相対移動させることによってフォーカシング、ズー
ミングを行う従来と同様のカム機構を有し、上記のＡＦ
モータ６０とＰｚモータ６１とはそれぞれカム環を回転
駆動するものである。

各モータは、ＡＦモータ駆動部部、ＰＺモータ駆動部図
、ＡＨモータ駆動部６５を介して演算手段としてのレン
ズＣＰυ６６により制御される構成となっている。

レンズＣＰＵ６６に対する情報入力手段としては、レン
ズ固有の情報を記憶する記憶手段としてのレンズＲＯＭ
ｆ１７、各モータの駆動量をパルスに変換して検出する
ＡＰパルサー田、Ｐｚパルサー田、ＡＥパルサー７０、
そしてズーミング用のカム環及びフォーカシング用のカ
ム環の回動位置をそれぞれ検出するズームコード板７１
と距離コード板７２とを有している。

なお、コード板は実際にはカム環に固定されたコード板
と固定環に取り付けられてコード板に摺接する複数のブ
ラシとの組合せによって構成され、ブラシの接触状態に
より各カム環の絶対的な回動位置を複数の領域に分割し
て検知する構成とされているが、ここでは便宜的にこれ
らを総称してコード板として図示している。

レンズＣＰＩＪ６６は、上述した制御対象及び入力手段
と接続されている他、マウント口に設けられた電気接点
群を介してボディ１側との通信を行うことが可能とされ
ており、例えばボディ側で検出されたデフォーカス量を
受けてレンズＲＯＭ６７のデニタを参照しつつ駆動量を
演算し、ＡＰパルサー６８により駆動量を検出しつつＡ
Ｆモータ６０を駆動するＯ１能、あるいはボディ側で決
定された絞り値に基づいてＡＥパルサー７０により駆動
量を検出しつつＡＥモータ６２を回転駆動する機能等を
有している。

なお、レンズには、状況に応じてボディ側のＡＦモータ
によってもフォーカシングが可能なようにフォーカスレ
ンズ駆動用のＡＰカプラー７３も設けられている。

レンズＣＰｔ１６６は、レンズＲＯＭからの情報、ある
いはボディから転送される情報に基づいてレンズ内の各
モータ駆動回路を制御すると共に、ボディ側へ設定デー
タを転送する。

レンズＲＯＭ６７には、撮影レンズの固有情報、例えば
開放絞りＦナンバー、最小紋りＦナンバー、ズーミング
に伴うＫｖａｌの変化量等が格納されており、レンズＣ
ＰＵ６６、あるいはボディ側のＣＰＵからの制御を受け
てデータを送出する。この例のようにズームレンズにお
いては、ズームコード板から検出されるズームコードに
基づいてレンズＲＯＭの上位アドレスが指定され、下位
は入力されるクロックをカウントすることによって内部
で作成される。

ところで、Ｋｖａｌは前述のようにレンズの焦点距離に
よって変化する値であり、一般に焦点距離が長いほど小
さく短いほど大きくなる。このシステムでは、ズームコ
ード板から検出される同一のズームコード領域内をＰＺ
パルサーから出力されるＰＺパルスによってより細かい
ステップに分割してＫｖａｌを演算しており、より正確
なＡＦ制御を可能としている。

すなわち、Ｋｖａｌは本来第３図に破線で示したように
滑らかに変化するが、このレンズでは１つのズームコー
ド領域に対応して１組の先頭Ｋｖａｌ（Ｋｈ）、にＶａ
ｌ補正係数（Ｋｃ）、先頭パルス数ｐｈとをレンズＲＯ
Ｍから読み込み、これらの値とＰＺパルサーによる現在
のズームレンズのワイド端からの絶対的なパルス数Ｐｓ
とから１つのズームコード領域内でのＫｖａｌの変化を
０式のような一次関数として管理している。

Ｋｖａｌ：にｈ＋Ｋｃ寥（Ｐｓ−Ｐｈ）　　　−・・■
なお、先頭Ｋｖａｌ（にｈ）及び先頭パルス数ｐｈとは
それぞれズームコード板から検出される１つの焦点距離
領域におけるワイド端のＫｖａｌ及びパルス数であり、
図中のＣ点〜Ｇ点における値をいう、また、Ｋｖａｌ補
正係数（Ｋｃ）とは、各先頭Ｋｖａｌ間を結ぶ直線の傾
きをいう、なお、この実施例では、ズームコード板の同
一区間内でＫｖａｌを一次関数として管理しているが、
絶対的なパルス数Ｐｓのみに対応させてＫｖａｌを記憶
させておくことも可能である。

また、このシステムでは検出焦点圧Ｍｆについても０式
に示すように同様の管理を行っている（第４図参照）。

ｆ＝ｆｈ＋ｆｃ傘（Ｐｓ−Ｐｈ）　　　・・・■ｆｈ：
先頭焦点距離 ｆｃ：焦点距離補正係数 これにより、像倍率一定制御を高精度で行なうことが可
能となる。なお、像倍率一定制御とは、ズームモータに
よるパワーズームが可能なカメラにおいて、被写体とカ
メラとの距離が変化した場合にも像面上での被写体像の
大きさを一定に保つようにレンズの焦点距離を変化させ
ることをいう。

この制御は、−眼レフカメラのようにオートフォーカス
に焦点検出法を用いるカメラにおいては、−旦合焦した
被写体の移動後のデフォーカス量から倍率の変化に対応
する焦点距離の変化を演算し、この変化をズームモータ
の駆動パルスに変換して制御することによって行われる
。

更に、このカメラシステムにおいては、ＡＦ作動中に撮
影レンズの焦点距離が変化した場合にも正確なＡＰを実
現できるようＣＣＤ積分の開始時と終了時とのＫｖａｌ
を入力し、双方に基づいて駆動パルスを演算している。

以下この構成について説明する。

第５図〜第８図は、レンズの焦点距離とデフォーカス量
、フォーカシングレンズの駆動パルス数の相互関係の一
例を示すグラフである。

第５図中、Ｘ軸はレンズの焦点距離、ｙ軸はＡＰ駆動パ
ルス数、Ｚ軸はデフォーカス量を示しており、ワイド端
〜テレ端の焦点距離をｆｌ−ｆ７とする０例えばデフォ
ーカス量２＋に対する焦点距離ｆ３における合焦までの
駆動パルス数はｙＩで表わされる。

第６図は、焦点距Ｍｆ２〜ｆ６でズーミングを行いつつ
デフォーカス量ｚ２にあったレンズを合焦させる際の動
作を示したものである。Ｚ軸に平行な断面をｙ−ｚ平面
に投影した平面Ｓの上白線がレンズの駆動に伴うデフォ
ーカス量の減少を示している。

同じく、第７図はワイド端ｆ１〜テレ端ｆ７でズーミン
グを行いつつデフォーカス量ｚ３の状態にあったレンズ
を合焦させるまでの作動を示したものであり、第７図は
反対にテレ端ｆ７〜ワイド端ｆ１でズーミングを行いつ
つデフォーカス量ｚ４の状態にあったレンズを合焦させ
るまでの作動を示したものである。上記の３ケースは各
々デフォーカス量は異なるが何れも駆動パルス数が等し
い場合である。

第６図〜第８図の投影図からも理解できるように、ワイ
ド側からテレ側へズーミングを行う場合とテレ側からワ
イド側へズーミングを行う場合とでデフォーカス量の減
少の過程が異なる０合焦のためのレンズ駆動を行いつつ
オーバーラツプ積分を行う場合には、上記の過程をも考
慮に入れることによってより正確なＡＰ副制御行うこと
ができる。

ここでまずオーバーラツプ積分を第９図に基づいて説明
する。停止位置からＣＣＤ積分開始時までの駆動パルス
をＰｌ、積分終了までの駆動パルスを兇、ＣＯＤの出力
からデフォーカス量を検出してこれを駆動パルスに変換
する演算終了までのパルス数をＰｓ、目標とする合焦位
置までのパルス数をＰ４とする。

単純計算によれば、上記の演算によって求められるパル
ス数は、積分開始時と終了時との中間位置、パルス数（
Ｐ１＋Ｐ２）／２にレンズが位置する際のデフォーカス
量に対応したものとなる。しかしながら、演算終了時の
実際のレンズ位置は、その中間点よりもαパルス分目標
に近い点にあり、上記の単純計算によればαパルス分が
駆動量としてオーバーラツプすることとなるため、ＡＰ
駆動中は演算結果からα分を差し引いて駆動パルスを決
定する。

次にズーミング中のオーバーラツプ積分を第１０図に基
づいて詳述する。

第１０図はワイド側からテレ側へズーミングを行いつつ
オーバーラツプ積分を実行する第６図及び第７図の過程
の一部を拡大して示したものである。

オーバーラツプ積分によって求められるデフす−カス量
は、積分開始時と終了時との平均値、すなわち（ｄｌ＋
ｄ２）／２となるが、このデフォーカス量に相当するパ
ルス数を求めるための大まかなＫｖａｌは、積分開始時
のＫｖａｌ（に１）と終了時のＫｖａｌ（Ｋ２）の平均
値（Ｋ１＋に２）／２によって求めることができる。

そして、この平均値によるＫｖａｌを使用して求められ
る駆動パルス数は（Ｐ１＋Ｐ２）／２となり、実際のデ
フォーカス量に対応した駆動パルス数Ｐ５よりも大きい
値をとることになる。そこで、このシステムではパルス
演算に使用するＫｖａｌをワイド側からテレ側へズーミ
ングを行いつつオーバーラツプ積分を行う場合にはｎ％
マイナスすることにより、Ｐｓを起点としたパルス数に
近い値を演算し得るように構成している。

反対に、テレ側からワイド側へズーミングしつつオーバ
ーラツプ積分を行う場合には、第８図から理解できるよ
うにデフォーカス・パルス曲線が下方に湾曲する形状と
なるため、演算に使用するＫｖａｌを１％プラスする構
成としている。なお、ｎχは積分開始時と終了時とのＫ
ｖａｌに基づいて演算される値である。

以下、第１１図及び第１２図に基づいて上述のような構
成とされたシステムの作動を説明する。

第１１図はＡＰ駆動パルスを演算するためのフローであ
る。ステップ（以下、Ｓ、という）１においてＣＯＤ積
分をスタートさせると共に３．２でスタート時の焦点距
離におけるＫｖａｌを演算する。

このＫｖａｌ演算は、第１２図に示したフローに従って
行われる。この処理は、８．２０においてズームコード
板から現在のズームコードを入力し、３．２１でこのズ
ームコードに対応した先頭Ｋｖａｌ（にｈ）等をレンズ
ＲＯＭから入力する。

８．２２では、ＰＺパルサーから出力されるパルスをカ
ウントしているカウンターからワイド端から数えた現在
のズームレンズの駆動パルス数を入力し、８．２３にお
いて検出されたＰｓが当該ズームコー・ド領域における
先頭パルスｐｈとこれに当該コード領域のパルス幅Ｐｗ
をプラスした数との間にあるか否かを判断する。パルサ
ーが正常に作動している場合にはＰｓはこの範囲にある
ため、範囲から外れる場合にはパルサーあるいはカウン
ターに不具合があるものとし、エラー処理に入って以後
の演算を停止する。

Ｐｓが所定範囲にある場合にはＳ、２４で前述の０式に
従ってにｖａｌを求め、第１１図のフローへリターンす
る。

さて、３．２でＫｖａｌが演算されると、３．３ではこ
れを積分スタート時のにｖａｌ（Ｋｌ）とする、続いて
３．４でＣＣＤ積分が終了するのを待ち、Ｓ、５．６で
積分終了時のにｖａｌ（Ｋ２）を求めると共に、３．７
でデフォーカス量を算出する。

へＦ駆動中、すなわちオーバーラツプ積分を行う場合に
は、３．８から９．９へ進んでに１とに２との平均値を
Ｋｖａｌとし、Ｓ、１０でＰｚモータが駆動中であるか
否かを判断し、ワイド側からテレ側へズーミング中であ
る場合には３．９で設定したＫｖａｌをｎ％マイナスし
、テレ側からワイド側へズーミングしている場合に−よ
Ｋｖａｌを１％プラスする。

続いて、駆動パルスＰｘを上記のＫｖａｌとデフォーカ
ス量ｄｘとから演算し、８．１５においてオーバーラツ
プ分αを差し引いて最終的な駆動パルスを演算する。

第１１図の３．８においてＡＰ駆動中でないと判断され
た場合には、８．１６へ進んで積分終了後のＫｖａｌ、
　　Ｋ２に基づいて駆動パルスを求める。

レンズＣＰ０８Ｂは、ＡＰパルサー６８の出力を上記の
演算によって求められた駆動パルスに基づいて管理し、
ＡＦモータ駆動部６３を制御してＡＦモータ６０を駆動
させる。これにより、フォーカシングが行なわれてレン
ズを被写体に対して合焦させることができる。

なお、上記の実施例では銀鉛フィルムを使用するカメラ
についてのみ述べたが、この発明の適用範囲はこれに限
定されず、例えば２次元ＣＯＤ等の充電変換素子を操像
手段とするいわゆる電子スチルカメラについても、レン
ズ交換が可能なシステムについては同様に適用可能であ
る。

［効果］ 以上説明したように、この発明に係るカメラの自動合焦
装置によれば、ズーミングに伴って変化するレンズ繰り
出し量変換係数をズームモータの駆動量を用いて正確に
管理することができるため、正確なＡＰ副制御かけるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカメラの自動合焦装置のクレー
ム対応図であり、（Ａ）は請求項１、（Ｂ）は請求項２
に対応するものである。 第２図はこの発明に係る装置を含むカメラの一実施例を
示すブロック図、第３図及び第４図は発明に係る装置に
おける焦点距離とＫｖａｌ、焦点距離とズームコード板
等から検出される検出焦点距離との関係を示すグラフ、
第５図〜第８図は焦点距離及びデフォーカス量とフォー
カスレンズの駆動量との関係を示すグラフ、第９図はオ
ーバーラツプ積分の原理を示す説明図、第１０図はズー
ミング中のオーバーラツプ積分の原理を示す説明図、第
１１図及び第１２図はこの発明に係る合焦検出装置の作
動を示すフローチャート、第１３図及び第１４図は従来
の合焦装置における焦点距離とにｖａｌ、焦点距離とズ
ームコード板等から検出される検出焦点距離との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・カメラボディ ２・・・撮影レンズ １０．１１．６６−ｆｉ　インｃＰＵ、表示用ＣＰＬＩ
、レンズＣＰ［Ｉ（変換係数演算手段、駆動量算出手段
）１７・・・ＡＦ用ＣＣＤ（デフォーカス量検出手段）
６０・・・ＡＦモータ（フォーカスモータ）６１・・・
ＰＺモータ（ズームモータ）６３・・・ＡＦモータ駆動
部（モータ駆動手段）６９・・・Ｐｚパルサー（ズーム
モータ駆動量検出手段）６６・・・レンズＲＯＭ（基準
係数出力手段、補正係数出力手段） ７１・・・ズームコード板（焦点距離検出手段）第１図
（Ａ） 第１図（Ｂ） 第３図 第４図 Ｚｃｏｍｎし３五 第５図 第７図 第９図 第１０図 １ＩＩ１１パルス 蘂１３図 Ｗ、１４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズのズーミングを行なうズームモータ及
   び撮影レンズのフォーカシングを行なうフォーカスモー
   タと、該フォーカスモータを駆動するモータ駆動手段と
   、前記ズームモータの駆動量を検出するズームモータ駆
   動量検出手段と、撮影レンズの被写体に対するデフォー
   カス量を検出するデフオーカス量検出手段と、デフオー
   カス量をフォーカスモータの駆動量に変換するためのレ
   ンズ繰り出し量変換係数を前記ズームモータ駆動量検出
   手段の出力に対応して出力する変換係数出力手段と、該
   変換係数及び前記デフオーカス量から前記モータ駆動手
   段に伝達する駆動量を算出する駆動量算出手段とを備え
   ることを特徴とするカメラの自動合焦装置。
2. （２）撮影レンズのズーミングを行なうズームモータ及
   び撮影レンズのフォーカシングを行なうフォーカスモー
   タと、該フォーカスモータを駆動するモータ駆動手段と
   、前記ズームモータの駆動量を検出するズームモータ駆
   動量検出手段と、前記撮影レンズの焦点距離を複数の区
   間に分割して検出する焦点距離検出手段と、撮影レンズ
   の被写体に対するデフオーカス量を検出するデフオーカ
   ス量検出手段と、デフオーカス量をフォーカスモータの
   駆動量に変換するためのレンズ繰り出し量変換係数の基
   準値を前記焦点距離検出手段の出力に対応して出力する
   基準係数出力手段と、前記区間内における前記変換係数
   の変化率を出力する補正係数出力手段と、前記基準係数
   及びズームモータ駆動量検出手段の出力及び前記変化率
   から前記焦点距離検出手段の同一区間内における前記変
   換係数を一次関数として管理する変換係数演算手段と、
   該変換係数及び前記デフォーカス量から前記モータ駆動
   手段に伝達する駆動量を算出する駆動量算出手段とを備
   えることを特徴とするカメラの自動合焦装置。