JPH0544644B2 - - Google Patents

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JPH0544644B2
JPH0544644B2 JP58081698A JP8169883A JPH0544644B2 JP H0544644 B2 JPH0544644 B2 JP H0544644B2 JP 58081698 A JP58081698 A JP 58081698A JP 8169883 A JP8169883 A JP 8169883A JP H0544644 B2 JPH0544644 B2 JP H0544644B2
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JP
Japan
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focus
correction
amount
lens
correction amount
Prior art date
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Application number
JP58081698A
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English (en)
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JPS59208512A (ja
Inventor
Yasuyuki Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US06/495,426 priority patent/US4511232A/en
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Publication of JPH0544644B2 publication Critical patent/JPH0544644B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カメラ側より被写体に特定の波長領
域光を投光し、その反射光を受光することにより
焦点検出を行う所謂アクテイブ方式の自動焦点検
出装置を有する自動焦点カメラに関するものであ
る。
アクテイブ方式の自動焦点検出装置は、レンズ
シヤツタカメラに多く採用されており、撮影レン
ズとは別に投受光レンズを設け、所謂三角距離方
式の測距を行うものである。しかし、この方式で
は視差があるとか、撮影レンズの交換が困難であ
る等の欠点がある。これらの欠点を改善するため
に、投受光の双方又は一方を撮影レンズを経由し
て行うTTLアクテイブ方式が考えられている。
第1図a〜cはこのTTLアクテイブ方式の原
理を示し、第1図aに示すように光源1からの光
を投光する投光レンズ系2は、撮影レンズ3の光
軸Oに対して傾いた光軸01を有し、また受光レ
ンズ系4の光軸02も同様に傾いた状態に配置さ
れている。光源1より発光された光束L1は、投
光レンズ系2によりフイルム面と共役な面Fに一
次結像された後に、撮影レンズ3を介して被写体
Sに投光される。そして、被写体Sで反射した光
束L2は、撮影レンズ3を介してフイルム面と共
役な面Fの付近に一次結像され、受光レンズ系4
によつてセンサ5付近に二次結像される。
このような構成において、被写体Sに対して撮
影レンズ3が合焦状態である場合には、第1図b
に示すような投光光束L1は被写体Sの中央部に
投光され、その反射光束L2は撮影レンズ3及び
受光レンズ系4によつてセンサ5の中央部に二次
結像される。一方、非合焦状態の場合には、後ピ
ント、前ピントの各状態に応じて第1図a,cの
ように投光光束L1が被写体Sの中心部からずれ
て上方又は下方に移動するために、その反射光束
L2を撮影レンズ3及び受光レンズ系4によつて
センサ5で受光すると、その受光位置は同様に上
下に移動する。従つて、センサ5として2つの受
光素子より成るラインセンサを用いて、受光光束
のセンサ上での位置を検出することにより、合
焦・後ピント・前ピントの各状態の判別が可能と
なる。
上述のTTLアクテイブ方式は撮影レンズ3を
介して投受光しているため、視差がなく、またレ
ンズ交換が可能であり、更に被写体Sの輝度が低
い場合にも有効に動作する等の利点を有する優れ
た方式である。
しかしながら、投光光束L1の波長が撮影に主
として寄与する波長領域と大きくかけ離れていな
い場合のことであり、例えば投光光束L1の波長
が赤外線である場合には、撮影レンズ3には一般
に色収差があるため、両者の間には焦点位置のず
れを生ずることになる。このような場合でも焦点
のずれ量αが単一量であれば、第2図に示すよう
に予め合焦時の投受光光束L1,L2の一次結像
面F′をフイルム面と共役な面Fに対してαだけず
らして設定しておけばよいが、一眼レフレツクス
カメラのように撮影レンズの交換が可能で、ずれ
量αが各レンズによつて異なる場合には、このよ
うな方法では十分な補正はできない。
本発明の目的は、以上のような問題点を改善
し、色収差量の大きな交換レンズに対しても十分
な焦点補正ができる自動焦点カメラを提供するこ
とにあり、その要旨は、撮影に主として寄与する
波長とは異なる波長の光を被写体に投光し、その
反射光を受光することにより焦点の検出を行う方
式の自動焦点検出装置を備え、撮影光束と前記投
光光束の波長の差異によつて生ずる焦点位置のず
れを相殺するために必要な補正量を、撮影レンズ
の焦点距離及び繰り出し量に応じて算出する手段
を有し、該補正量により撮影レンズの焦点補正を
行うことを特徴とするものである。
本発明の基本的な考え方は、撮影レンズの焦点
距離やフオーカシング位置に応じて補正すべき量
を算出する手段を備え、これによつて色収差によ
る焦点位置のずれの補正を行うことである。以下
に図面に基づいて本発明の原理及び実施例を詳細
に説明する。
第3図は撮影レンズの撮影に主として寄与する
波長(例えばフラウンホーフアのd線)に対する
赤外領域の光の色収差量Δと、撮影レンズの焦点
距離fとの関係を示したものである。第3図で実
線はレンズのフオーカシング位置が無限大の場
合、点線は至近距離の場合をそれぞれ示してい
る。厳密には色収差の傾向や、アクテイブ方式、
ズーム方式、或いは色収差の評価方法によつて、
各レンズの色収差量は異なるので、全てのレンズ
が第3図の曲線上に必ずしも一致するとは限らな
いが、一般的に焦点距離fが長くなる程、またフ
オーカシング位置が無限大から至近距離になる
程、色収差量が大きくなるという傾向は多くの撮
影レンズについて共通している。この第3図から
も明らかなように、これらの全ての撮影レンズを
TTLアクテイブ方式の撮影レンズとして使用す
るためには、或る量の焦点深度を考慮したとして
も何らかの補正が必要である。
第4図はその焦点補正手段を示したブロツク図
であり、撮影レンズ系10と、撮影レンズ系10
をフオーカシングするための撮影レンズ駆動系1
1と、撮影レンズ系10の焦点位置や、ズーム位
置情報によつて補正量を算出する補正量演算系1
2と、撮影レンズ系10からの光束を受けるセン
サ等から成る焦点検出系13と、撮影レンズ駆動
系11を制御するための信号を発生する駆動制御
系14及び補正に必要に信号を発生する補正系1
5で構成されている。
第4図において、焦点検出までの動作は次のよ
うなステツプで行われる。
(1) 撮影レンズ系10から得られる光束aを焦点
検出系13で受光する。
(2) 焦点検出系13は先に述べた焦点検出の原理
に従つて、合焦状態であるか否かを判別し、非
合焦状態の場合は何れの側に非合焦であるか、
或いはそのデイフオーカス量を表す非合焦信号
bを駆動制御系14に伝達する。
(3) 駆動制御系14は得られた非合焦信号bによ
つて、撮影レンズ駆動系11に制御信号cを送
信する。
(4) 撮影レンズ駆動系11は、制御信号cによつ
て撮影レンズ系10の駆動dを行う。
(5) (1)〜(4)のステツプを繰り返して合焦状態に至
ると、焦点検出系13は非合焦信号bの発信を
停止し、合焦信号eを補正系15へ伝達する。
(6) 補正量演算系12は、そのときの撮影レンズ
系10の焦点位置及び焦点距離、或いはズーム
レンズの場合にはズーム位置等の情報fによ
り、補正量gを算出して補正系15に伝達す
る。
(7) 補正系15は(5)のステツプで得られた合焦信
号eによつて、補正量演算系12からの補正量
gを受信して、補正量gに対応した補正駆動制
御信号hを撮影レンズ駆動系11に伝達する。
(8) 撮影レンズ駆動系11は補正駆動制御信号h
によつて、必要な量だけを撮影レンズ系10の
補正駆動iを実施する。
以上の過程により、本来の合焦状態位置に撮影
レンズ系10を導くことが可能である。なお、第
4図において駆動d、iは理解を容易にするため
別々に描かれているが、撮影レンズ系10の駆動
という意味では本質的には同じものである。
また第4図においては、補正系15から出力さ
れる補正駆動制御信号hを直接撮影レンズ駆動系
11に伝達しいるが、これを駆動制御系14を経
由して撮影レンズ駆動系11に送信してもよい。
第5図はその場合の信号の授受を示し、合焦信号
e及び補正量gを受けた補正系15は、補正信号
jを駆動制御系14に送信し、駆動制御系14は
これを受け補正駆動制御信号kを撮影レンズ駆動
系11に伝達し、最終的に補正駆動iを行つて合
焦状態に至る。
第6図はズームレンズについて、前述の合焦状
態に至る過程を、縦軸をデイフオーカス量、横軸
をレンズ繰り出し量として表したものである。縦
軸においては上方が後ピント、下方が前ピント状
態に対応している。曲線群A,Bはそれぞれ被写
体距離がLa,Lb(La>Lb)の場合であり、各曲
線群において実線A1,B1は例えばフラウンホ
ーフアのd線に対する変化を、点線A2,B2は
焦点距離がf1の時の赤外光に対する変化を、一点
鎖線A3,B3は焦点距離f2(ただしf2>f1)のと
きの赤外光に対する変化をそれぞれ表している。
先ず、被写体距離がLa、焦点距離がf1であつて
撮影レンズ系10の繰り出し量がd1の状態を考え
ると、合焦状態に至る過程は次のようになる。初
期状態の点P1においては後ピントであることが
検出され、その結果として先に述べた過程におい
て、撮影レンズ系10が繰り出され、デイフオー
カス状態を表す点P1は点線A2に沿つて下向す
る。横軸との交点P2で赤外光に対する合焦状態
が検出され、撮影レンズ系10は一旦停止する
が、そのときの繰り出し量d2と焦点距離f1によつ
て補正すべき量δ(d2、f1)が補正量演算系12
で決定され、その補正量δだけこの場合は繰り込
まれ、繰り出し量d3のd線に対する合焦位置P3
で撮影レンズ系10が停止する。また、焦点距離
f1より長いf2に設定された場合には、一点鎖線A
3で示すような変化となり、点P4からの繰り出
し量がd4の点P5に達し、ここで補正量δ(d4
f2)だけ繰り込まれて正規の合焦点位置d3で撮影
レンズ系10が停止する。
更に、被写体距離がLb(>La)の場合には曲線
群Bによつて表され、やはり同様の補正量δ(d6
f1)、δ(d7、f2)によつて繰り出し量d5の正規の
合焦状態に撮影レンズ系10が設定される。ただ
し、d6、d7は曲線B2,B3がそれぞれ横軸と交
わる点P6,P7の繰り出し量を表している。
以上の焦点補正手段では赤外光での焦点位置を
一旦検出した後に、補正量δを算出して補正を行
うため、撮影レンズ系10は不連続な動きをする
ことになるが、これを回避するために次のような
補正手段も可能である。第7図はその補正手段の
ブロツク図であり、第4図、第5図に対応した部
分には同一番号を付している。この方式が前述の
ものと異なるのは、補正系15が合焦に至る過程
において、常時は補正量演算系12から補正量g
の信号を受け、その補正量δに対応した補正信号
lによつて焦点検出系13内で補正を行つた状態
で焦点検出を行うことにある。
この場合、焦点検出系13内で行われる補正の
具体的方法としては、例えば、焦点検出系13と
してラインセンサを用いている場合には、ライン
センサ上で合焦状態と判別される受光光束L2の
位置を、補正信号1に対応した量だけ中心部から
電気的にずらしておくことが考えられる。これに
より、受光光束L2が通常合焦と判別されるセン
サの中央部よりも、後ピントにずれた位置にある
ときに合焦と判別される。また、差動型のセンサ
を用いている場合には、センサを受光レンズ系の
光軸に垂直な方向に、補正信号1に対応した量だ
け機械的に動かすことによつて補正することがで
きる。
第8図はこの方式により合焦状態へ至る過程
を、第6図と同様なグラフ図に表したものであ
る。第8図において座標軸及び曲線群A,Bの定
義は第6図の場合と同じであるが、曲線C,Dは
それぞれ焦点距離f1、f2(f1<f2)のときの補正量
演算系12から出力される補正量δを繰り出し量
dに対して表したものである。前記の場合と同様
に、焦点距離がf1、被写体距離がLaで撮影レンズ
系10の初期繰り出し量がd1のときの合焦状態に
至る過程を次に説明する。
撮影レンズ系10の初期位置の点P1において
は、補正量演算系12から出力される補正量
δ′(d1、f1)に比べてデイフオーカス量γ(d1、f1
が大きいため、後ピント状態であることが焦点検
出系13で検出され撮影レンズ系10が繰り出さ
れる。これに伴い、点P1は曲線A2に沿つて下
向すると共に、補正量δは曲線Cに沿つて上向
し、2曲線が交差する点P8に対応する繰り出し
量d3の位置で合焦が検出される。焦点検出系13
内では、具体的には、補正量δ′とデイフオーカス
量γとを電気的に比較することによつて上記の動
作が実現される。なお、デイフオーカス量γはセ
ンサ上での受光光束L2の位置から求められる量
である。
撮影レンズ系10の焦点距離がf2(>f1)とな
つた場合には、補正量δを表す曲線がDとなり、
被写体距離Laが同じであれば、同様に2曲線A
3とDが交わつた点P9に対応する繰り出し位置
d3で合焦状態となる。また、被写体距離がLb(>
La)となつた場合も全く同様にして合焦が検出
される。
次に、補正量演算系12における補正量δ、
δ′の算出の具体的な方法を説明する。補正量δ、
δ′は繰り出し量dや焦点距離fによつて変化する
から、先ずこれらの量の検出が必要であるが、そ
のためには例えば撮影レンズ系10の距離環やズ
ーム環等の可動部に電気的接点を設けてその位置
を電気的に求め、それらの量からd、fを決定す
ることは比較的容易に実施できる。更に、求めら
れたd、fを用いて補正量δ(d、f)、δ′(d、
f)等を算出する際には、補正量δ、δ′の関数系
が簡単なものであれば、演算機能を有する電気的
素子によつて実際に計算を行うことも可能である
が、ROMのようなメモリ素子に各d、fの組合
せに対応した補正量δ、δ′の値を記憶させてお
き、求められたd、fに対応する補正量δ、δ′を
必要に応じて読み出すようにすることもできる。
実際には、連続的なd,fの変化に対応した連続
的な補正量δ、δ′の算出は必要ではなく、数分割
されたd、fの組み合わせに対する離散的な補正
量δ、δ′を求めれば実用上十分である。なお、補
正量δ、δ′の算出に際して、d、fを求めること
なく距離環やズーム環の位置情報を変数として直
接補正量δ、δ′を求めてもよい。
以上に述べたように本発明に係る自動焦点カメ
ラによれば、撮影レンズの繰り出し量や焦点距離
に対応した補正量を算出し、これにより焦点位置
の補正を行うことができるので、赤外光など撮影
に主として寄与する波長とは異なる例えば赤外光
の波長領域の光を用いたTTLアクテイブ方式に
よる焦点検出において、合焦検出精度を大きく向
上できるため、一眼レフレツクスカメラのような
レンズ交換方式のカメラにおいても、各種の交換
レンズに対応して有効な補正ができると共に、特
殊な色収差を有する撮影レンズをも利用すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜cはTTLアクテイブ方式の自動焦
点検出装置の原理を示す光学的線図、第2図は補
正を施した状態を示す光学的線図、第3図は赤外
収差量を示すグラフ図、第4図、第5図、第7図
は本発明の実施例を示すブロツク図、第6図、第
8図は合焦検出に至るまでの過程を示すグラフ図
である。 符号10は撮影レンズ系、11は撮影レンズ駆
動系、12は補正量算出系、13は焦点検出系、
14は駆動制御系、15は補正系を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 撮影に主として寄与する波長とは異なる波長
    の光を被写体に投光し、その反射光を受光するこ
    とにより焦点の検出を行う方式の自動焦点検出装
    置を備え、撮影光束と前記投光光束の波長の差異
    によつて生ずる焦点位置のずれを相殺するために
    必要な補正量を、撮影レンズの焦点距離及び繰り
    出し量に応じて形成する手段を有し、該補正量に
    より撮影レンズの焦点補正を行うことを特徴とす
    る自動焦点カメラ。 2 前記被写体からの反射光を撮影レンズを介し
    て受光するようにした特許請求の範囲第1項に記
    載の自動焦点カメラ。 3 前記焦点の補正は、補正を行わない状態で焦
    点検出を実施し、当該状態において算出される前
    記補正量に応じて撮影レンズの焦点位置を修正す
    るようにした特許請求の範囲第1項に記載の自動
    焦点カメラ。 4 前記焦点の補正は、合焦状態に至る焦点移動
    過程の各状態において、前記補正量を算出し、該
    補正量に応じて経時的に行うようにした特許請求
    の範囲第1項に記載の自動焦点カメラ。 5 前記撮影レンズはズームレンズであつて、設
    定された焦点距離に応じた信号を提供する特許請
    求の範囲第1項に記載の自動焦点カメラ。 6 前記補正量を形成する手段は、焦点距離及び
    繰り出し量の組合せに対応した補正量を記憶した
    記憶部を有する特許請求の範囲第1項に記載の自
    動焦点カメラ。
JP8169883A 1982-05-28 1983-05-12 自動焦点カメラ Granted JPS59208512A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8169883A JPS59208512A (ja) 1983-05-12 1983-05-12 自動焦点カメラ
US06/495,426 US4511232A (en) 1982-05-28 1983-05-17 Auto-focus camera

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JP8169883A JPS59208512A (ja) 1983-05-12 1983-05-12 自動焦点カメラ

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JPS59208512A JPS59208512A (ja) 1984-11-26
JPH0544644B2 true JPH0544644B2 (ja) 1993-07-07

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2708150B2 (ja) * 1986-01-17 1998-02-04 キヤノン株式会社 焦点調節装置
JP4700993B2 (ja) * 2005-04-11 2011-06-15 キヤノン株式会社 撮像装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57154224A (en) * 1981-03-18 1982-09-24 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Focus detecting device of camera
JPH0625814B2 (ja) * 1982-12-23 1994-04-06 ミノルタカメラ株式会社 カメラシステム

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