JPH03212631A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、スチールカメラやビデオカメラ等に用いられ
、三角測量方式によるアクティブ測距系と、像位相差検
出方式によるパッシブ測距系とを備えて、これらの測距
データによりピント調節機構を動作させる自動焦点調節
装置に関する。

（従来の技術） 自動焦点調節装置として、例えば、特開昭６３−２１２
９１２号公報に示されるように、三角測量方式によるア
クティブ測距系と、像位相差検出方式によるパッシブ測
距系とを備えて、これらの測距データによりピント調節
機構を動作させるものがある。この自動焦点調節装置で
は、被写体までの距離データがパッシブ測距系で得られ
ない場合、アクティブ測距系による測距データに基づい
て、予め定められた位置までレンズのピント調節を行な
い、その後、パッシブ測距系により合焦動作を行ない、
再ピント調節を行なうものである。

すなわち、先ずパッシブ測距系で被写体距離を測定し、
その結果デフォーカス量が大きい場合は、パッシブ測距
系による合焦動作が困難であるため、アクティブ測距系
による測距データに基づいて、パッシブ測距系による合
焦動作が可能な状態までレンズを駆動している。もちろ
ん、最初のパッシブ測距系による被写体距離測定の結果
、デフォーカス量が小さい場合は、ただちにパッシブ測
距系による合焦動作を行なう。

このようにすると、例えば１００■望遠レンズの場合、
位相差検出法では、無限遠から最至近゛までデフォーカ
ス量の検出範囲が及ばないが、これをアクティブ測距法
によりカバーすることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記自動焦点調節装置では、先ずパッシ
ブ測距系により測距を行なうために、デフォーカス量大
なる部分の判別が必要となる。

このため、パッシブ測距データが膨大となり、測距演算
時間も長くなってしまう。

本発明の目的は、先ずアクティブ測距動作を行なうこと
により、パッシブ測距データの膨大化を防止し、デフォ
ーカス量の測定時間を短縮化して演算処理部に対する負
担を軽減すると共に、早い合焦動作が可能となる自動焦
点装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明による自動焦点調節装置は、発光素子から被写体
に向かって光束を投射し、被写体からの反射光束を光電
変換素子が受光することより被写体距離を得る三角測量
方式のアクティブ測距系と、互いに異なる複数の光路を
介して複数の被写体像を形成し、これらの像をそれぞれ
光電変換素子で検出して各像間の位相差によりピントず
れ量を得る像位相差検出方式のパッシブ測距系と、上記
アクティブ測距系による測距データおよびパッシブ測距
系による測距データのいずれによっても撮影レンズ内の
ピント調節レンズを合焦動作させることができるピント
調節機構と、上記ピント調節レンズの移動量を測定する
移動量測定手段と、上記移動量に基づいてモニターされ
ているピント調節レンズの現在位置データを前記アクテ
ィブ測距データと比較しこれらの差を求めると共に、こ
の差と予め設定されているずれ量との大小関係を判断す
る比較手段と、この比較手段により上記差が設定ずれ量
より大であると判定された場合は、上記アクティブ測距
データに基づきピント調節機構を合焦動作させ、また、
このアクティブ測距データによるピント調節機構の合焦
方向への動作の完了又は上記比較手段により上記差が設
定ずれ量より小と判断されたことのいずれかによりパッ
シブ測距データによってピント調節機構を合焦動作させ
る合焦動作切換手段とを備えたものである。

（作用） 本発明では、アクティブ測距動作を先ず初めに行ない、
このアクティブ測距系により得られた被写体距離と現在
のレンズ位置データとを比較し、その差（ピントずれ量
）を予め設定されているピントずれ量（正確にはレンズ
移動量換算値）とも比較している。その結果、設定され
たピントずれ量より大の場合は、アクティブ測距データ
に基づいて合焦方向に動作させ、また、前記設定された
ピントずれ量より小の場合および上記アクティブ測距デ
ータによる合焦方向への動作が完了した場合には、パッ
シブ測距データによる合焦動作を行なうようにしている
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、自動焦点調節装置の全体構成を示している。

この自動焦点調節装置は、三角測量方式のアクティブ測
距系１１と、像位相差検出方式によるパッシブ測距系１
２との２つの測距系を有する。

上記三角測量方式のアクティブ測距系１１は、発光素子
１３が点灯回路１４によって点灯制御され、投光レンズ
１５を介して被写体１６に赤外線等による光束を投射し
、被写体１６からの反射光束を、受光レンズ１７を介し
て光電変換素子１８が受光するように構成されている。

光電変換素子１８は、前記被写体１６からの反射光束の
入射位置に応じて、被写体１６までの距離に対応する距
離信号△’Ｉ、△Ｉ２を生じ、周知の距離演算回路１９
に出力する。距離演算回路１９は、上記距離信号△ＩＩ
、△■２を入力し、これをｍビットのディジタル信号に
よる被写体距離情報（測距データ）としてマイクロコン
ピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）２１に与える。

なお、上記点灯回路１４および距離演算回路１９は、後
述するタイミングによってマイコン２１から生じる動作
指令により所定の制御動作を実行する。

像位相差検出方式によるパッシブ測距系１２は、撮影レ
ンズ２３を介して入射される被写体像を、ビームスプリ
ッタ−領域を有するクイックリターンミラー２４、補助
ミラー２５および投影レンズ２６を介して２個一対の結
像レンズ２７に与え、互いに異なる複数の光路を介して
複数の被写体像を形成する。

そして、これらの像をそれぞれ光電変換素子（イメージ
センサ−）２８で検出して各像間の位相差によりピント
ずれ量を得るように構成されている。

上記イメージセンサ−２８に対する動作指令は前記マイ
コン２１から、後述するタイミングにより与えられる。

また、その動作結果である上記ピントずれ量、言い換え
れば測距データは、マイコン２１に入力される。

３０はピント調節機構で、前記マイコン２１から供給さ
れる、上記アクティブ測距系１１による測距データおよ
びパッシブ測距系１２による測距データのいずれによっ
ても制御可能なモータ駆動回路３１を有し、これによっ
てレンズ駆動用のモータ３２を動作させ、撮影レンズ２
３内の後述するピント調節レンズを合焦動作させる。ま
た、上記ピント調節機構３０は、上記ピント調節レンズ
の移動量に対応した数のパルス信号を発生するパルス発
生回路３３を持っている。

前記撮影レンズ２３は、第２図で示す構造になっている
。すなわち、固定筒３５の前部（図示左方）には、ヘリ
コイド３６を介して前枠３７が取付けられており、かつ
、この前枠３７によりレンズ群３８が保持されている。

上記固定筒３５の内周部にはズームカム筒３９がその周
方向に沿って回転可能に設けられている。このズームカ
ム筒３９の後部（図示右方）には後枠４０が連結されて
おり、さらにこの後枠４０によりレンズ群４１が保持さ
れている。上記ズームカム筒３９は、固定外筒４３の外
周に回動可能に取付けられたズーム環４４と一体的に連
結しており、その回動に伴って前記前枠３７と後枠４０
とに設けられたレンズ群３８．４１をカム連動により前
後移動させ、ズーミングを行なう。

前記レンズ駆動用のモータ３２は、固定外筒４３の後部
内側に設けられた固定座４５に支持され、ギア機構４６
を介して、固定外筒４３の内側に回動可能に設けられた
距離環４７を回動させる。この距離環４７は前枠３７と
一体的に連結しており、この前枠３７が上記距離環４７
の回動に伴い前記へリフイド３６上で回動することによ
りピント調節が行なわれる。

前記ギア機構４６は、第３図に示すように、モータ３２
の回転軸と一体のピニオンギア５０を有し、このピニオ
ンギア５０から、ピニオン傘歯車５１．５２を順次介し
て、前記距離環４７の駆動用ピオンギア５３と噛み合い
、これを駆動する。また、上記ピニオン傘歯車５１はア
イドルピニオン５４を介して羽根車５５とも噛み合って
いる。この羽根車５５は、その回転により、外縁部がフ
ォトインタラプタ−５７の溝状の検出部内を通過するよ
うに配置されている。

フォトインタラプタ−５７の溝状の検出部には、図示し
ていないが、発光素子と受光素子とが互いに対向するよ
うに配置されており、前記羽根車５５の羽根が通過する
度にパルス信号を生じる。

ここで、上記羽根車５５の回転数はピント調節レンズの
移動量に対応するものであり、したがって、この羽根車
５５とフォトインクラブター５７との組み合わせにより
前記パルス発生回路３３が構成される。

マイコン２１は、上記パルス発生回路３３から生じたパ
ルス信号をカウントし、そのカウント値をピント調節レ
ンズの移動量としてとらえる。すなわち、マイコン２１
は、ピント調節レンズの移動量を測定する移動量測定手
段を機能として有する。

また、マイコン２１は、上記移動量に基づいて、ピント
調節レンズの現在位置をモニターしており、この現在位
置データと前記アクティブ測距系１１からの測距データ
とを比較してこれらの差を求めている。そして、これら
の差と予め設定されているずれ量とを比較し、その大小
関係を判断している。

すなわち、マイコン２１は、ピント調節レンズの現在位
置データを前記アクティブ測距データと比較しこれらの
差を求めると共に、この差と予め設定されているずれ量
との大小関係を判断する比較手段を機能として持ってい
る。

また、マイコン２１は、合焦動作切換手段を機能として
持っている。この合焦動作切換手段は、上記比較手段に
より、ピント調節レンズの現在位置データと前記アクテ
ィブ測距系１１からの測距データとの差が設定ずれ量よ
り大であると判定された場合、前記アクティブ測距系１
１からの測距データに基づきピント調節機構３０を合焦
方向に動作させる。また、このアクティブ測距データに
よる合焦方向への動作が、完了した場合、又は前記比較
手段により前記差が設定ずれ量より小と判断された場合
は、パッシブ測距データによりピント調節機構３０を合
焦動作させるものである。

第４図は、上述した２つの測距系ＩＩ、　＋２を有する
自動焦点調節装置をカメラに組み込んだ場合の概略構成
を示している。

第５図は、第１図および第４図で示したパッシブ測距系
１２の、２個のイメージセンサ２８に生じる出力信号の
関係を示しており、第５図（ａ）は合焦状態を、また、
同図（ｂ）は非合焦状態をそれぞれ表している。すなわ
ち、撮影レンズ２３を通ってきた被写体像は、クイック
リターンミラー２４を経た後、ＴＴＬ−ＡＦ光学系を構
成する補助ミラー２５、投影レンズ２６を経て２個の結
像レンズ２７に導かれ、ここで２個の像に分離され、対
応する２個のイメージセンサ２８のそれぞれに結像する
。

ここで、撮影レンズ２３が合焦状態であれば第５図（ａ
）で示したように、２個のイメージセンサ２８の出力＾
］、　Ａ２の位相差はほぼ零である。これに対し、非合
焦状態の場合は、同図（ｂ）で示したように、２個のイ
メージセンサ２８の出力＾１．＾２間に位相差Ｘが生じ
、これが測距信号としてマイコン２１に出力される。

以下、第６図により動作説明を行なう。先ず、マイコン
２１は、アクティブ測距系１１に測距指令を与える。こ
のためアクティブ測距系１１は所定の測距動作を行ない
（ステップａ）、測距演算回路１９から、被写体１６ま
での距離に相当するｍビットの被写体距離データをマイ
コン２１に出力する。マイコン２１は上記ｍビットの被
写体距離データ（測距データ）をパルス数Ａに変換して
記憶する（ステップｂ）。次に、この測距データに対応
するパルス数Ａと、撮影レンズ２３内のピント調節レン
ズの現在位置データ（パルス数）Ｂとを比較し、その差
Ｉ　Ａ−Ｂ　ｌを求める（ステップＣ）。

ここで、ピント調節レンズの位置は、前述のように、パ
ルス発生回路３３から生じるパルス数に基づいてモニタ
ーされているが、レンズ位置とパルス数との関係は、次
表で示すように、最至近から無限遠までのレンズ調節で
生じるパルス数が約１６００パルスとなるように設定す
る。また、前記アクティブ測距系１１の測距データに対
応するノＺルス数Ａも、同じ被写体距離であれば上記レ
ンズ位置データＢと同数になるように設定する。例えば
、被写体距離１．３ｍにおける合焦状態でのレンズ位置
データＢは、表から９４８である。これに対し、同じく
被写体距離１．３ｍにおけるアクティブ測距系１１の測
距データに対応するパルス数Ａも９４８となるように設
定する。

次に、上記差ＩＡ−１を予め設定しであるずれ量（デフ
ォーカス量）αと比較し、これらの大小関係を判断する
（ステップｄ、ｅ）。その結果、αより大であれば、前
記アクティブ測距データＡに基づきピント調節レンズを
合焦方向に動作させる。すなわち、ピント調節レンズを
、アクティブ測距データＡに対応するレンズ位置まで移
動させるべく、現在位置データＢとの差Ｉ　Ａ−Ｂのパ
ルス数分、ピント調節機構３０を動作させる（ステップ
ｆ）。このとき、パルス発生回路３３はレンズの移動量
に対応する数のパルスを生じるので、これをモニタして
おく（ステップｇ）。そして、このモニタされたパルス
数が上記差Ａ−Ｂ１に相当するパルス数に達したことに
より、ピント調節機構３０を停止させる（ステップｈ。

１）。

上記合焦方向への動作後、Ｂ±ｌ　Ａ−Ｂ　ｌなる演算
を行ない、この演算により求めた値を、レンズの現在位
置データＢとして更新記憶する（ステップｊ）。

次に、マイコン２１は、パッシブ測距系１２に測距指令
を与える。このためパッシブ測距系１２は所定の測距動
作を行ない（ステップｋ）、第５図で示した出力＾１．
＾２間の位相差Ｘに基づきデフォーカス量±Ｃを演算に
より求める（ステップｌ）。

このパッシブ測距系１２による測距動作は、前記ステッ
プｅにおいて、差ＩＡ−ＢＩが設定ずれ量α以下である
と判定された場合にも行なわれる。

すなわち、パッシブ測距系１２は、前記アクティブ測距
データによる合焦方向への動作の完了又は前記差ｌ　Ａ
−８１が設定ずれ量αより小と判断されたことのいずれ
かにより測距動作する。

上記パッシブ測距系１２による測距動作後、デフォーカ
ス量±Ｃが零の場合、すなわち、ピントが合っているか
を判断しくステップｍ）、その結果、すでにピントがあ
っていればそのままピント調節動作を終了させる（ステ
ップｎ）。

これに対し、まだピントが合っていない場合は、上記デ
イフォーカス量（パッシブ測距系１２による測距データ
）±Ｃのパルス数分ピント調節機構３０を動作させ、合
焦動作させる（ステップ０）。

このときも、パルス発生回路３３はレンズの移動量に対
応する数のパルスを生じるので、これをモニタしておく
（ステップｐ）。そして、このモニタされたパルス数が
、上記デフォーカス量±Ｃに相当するパルス数に達した
ことにより、ピント調節機構３０を停止させる（ステッ
プｑ、ｒ）。

上記合焦方向への動作後、Ｂ±Ｃなる演算を行ない、こ
の演算により求めた値を、レンズの現在位置データＢと
して更新記憶しくステップＳ）、ステップｋに戻る。以
下、ステップｍによりピントが合ったと判定されるまで
、ステップｋ　−ｓ動作を繰返す。

ここで前記ステップｅでの判断基準となるずれ量αは、
表で示すようにパルス数５００程度に設定する。例えば
表において、現在レンズ位置データＢが９４８パルスで
あるものとする。この場合アクティブ測距データＡのパ
ルス数が１４６２より多く、かつ４３２より少ない場合
は、先ずアクティブ測距データＡに基づいてレンズを合
焦方向に移動させ、その後パッシブ測距を行なうように
している。すなわち、パッシブ測距系１２は、＋方向お
よび一方向にそれぞれ最大５００パルスのずれ量の範囲
内での測距を行なうので、パッシブ測距演算データの膨
大化を抑制でき、測距演算時間の短縮化が可能になると
共に、パッシブ測距系１２に負担のかからない合焦動作
が可能となる。

また、アクティブ測距データにょる合焦動作から、パッ
シブ測距データにょる合焦動作への仕様切換が一定のフ
ローにしたがって実施されるので、これらの切換、選択
時におけるモータ３２ニよるピント調節ハンチングが発
生しない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、先ずアクティブ測距動作
を行ない、その結果にしたがって直接パッシブ測距を行
なったり、或いは、アクティブ測距データに基つく合焦
方向への動作を行なった後にパッシブ測距を行なうよう
にしているので、パッシブ測距データの膨大化を防止で
き、デフォーカス量の測定時間を短縮化して演算処理部
に対する負担を軽減し、早い合焦動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動焦点調節装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図における撮影レンズの構
成例を示す断面図、第３図は第２図におけるギア機構の
構成例を示す斜視図、第４図は第１図で示した装置を組
み込んだカメラを示す側面図、第５図（ａ）　（ｂｌは
本発明に用いるパッシブ測距系の動作を説明するための
特性図、第６図は第１図で示した装置の動作を説明する
フローチャートである。 １１・・アクティブ測距系、１２・・パッシブ測距系、
１３・・発光素子、１６・・被写体、１８・・光電変換
素子、２１・・移動量測定手段、比較手段、合焦動作切
換手段をそれぞれ機能として有するマイクロコンピュー
タ、２３・・撮影レンズ、３８・光電変換素子、３０・
・ピント調節機構。 導Ｉ」順

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子から被写体に向かって光束を投射し、被
   写体からの反射光束を光電変換素子が受光することより
   被写体距離を得る三角測量方式のアクティブ測距系と、 互いに異なる複数の光路を介して複数の被写体像を形成
   し、これらの像をそれぞれ光電変換素子で検出して各像
   間の位相差によりピントずれ量を得る像位相差検出方式
   によるパッシブ測距系と、上記アクティブ測距系による
   測距データおよびパッシブ測距系による測距データのい
   ずれによっても撮影レンズ内のピント調節レンズを合焦
   動作させることができるピント調節機構と、 上記ピント調節レンズの移動量を測定する移動量測定手
   段と、 上記移動量に基づいてモニターされているピント調節レ
   ンズの現在位置データを前記アクティブ測距データと比
   較しこれらの差を求めると共に、この差と予め設定され
   ているずれ量との大小関係を判断する比較手段と、 この比較手段ににより上記差が設定ずれ量より大である
   と判定された場合は、上記アクティブ測距データに基づ
   きピント調節機構を合焦方向に動作させ、また、このア
   クティブ測距データによるピント調節機構の合焦方向へ
   の動作の完了又は上記比較手段により上記差が設定ずれ
   量より小と判断されたことのいずれかによりパッシブ測
   距データによりピント調節機構を合焦動作させる合焦動
   作切換手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。