JPH0713703B2

JPH0713703B2 - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JPH0713703B2
Application number: JP58033555A
Authority: JP
Inventors: 忠雄高木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1983-03-01
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS59159115A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、選択手段により、全撮影距離範囲内に含まれ
る特定の距離範囲を選択可能であつて、選択された距離
範囲にある被写体に合焦するよう撮影レンズを駆動する
自動焦点調節装置に関する。

（発明の背景）従来この種の装置としては、本件出願人に係わる特願昭
56−183002に於いて、選択手段により全撮影距離範囲内
の選択された距離範囲にある被写体にのみ合焦するよう
撮影レンズを駆動する自動焦点調節装置が提案されてい
る。

しかしながら、この提案されている装置にあつては、選
択された撮影距離範囲の端部において焦点位置識別可能
状態にありながら非合焦状態の場合には焦点位置の方向
が表示されなかつたため、選択手段による距離範囲の切
り換えが迅速に行なえないという欠点を有していた。

（発明の目的）本発明はこれらの欠点を解決し、選択された撮影距離範
囲外に主要被写体が存在する場合に、選択された距離範
囲の切り換えを迅速に行える自動焦点調節装置を提供す
る事を目的とする。

（実施例）以下、本発明を図面に拠つて説明する。第１図には、右
端に本発明による自動焦点調節装置を備えたカメラ１が
図示され、カメラ１から見て至近位置をB₁、∞位置をB₅
とし、そして至近位置B₁から∞位置B₅へ境界点B₂、B₃、
B₄を境界としてカメラ１の被写界の焦点整合可能な範囲
を分割している。

すなわち、B₁〜B₅がカメラ１の焦点整合可能な全距離範
囲であり、本実施例ではB₁〜B₃、B₂〜B₄、B₃〜B₅がそれ
ぞれ選択される距離範囲である。

第２図は本発明の一実施例の概略図で、撮影レンズ３の
後方には焦点板上に形成されたフィールドレンズ４及び
撮影レンズ３の光軸に関して対称に一対の再結像レンズ
５、６が配置され、これにより撮影レンズ３の透過光束
の一部は再結像レンズ５、６を介して一対の光電素子
７、８の受光面上に夫々導かれる。一対の光電素子７、
８は像位置検出用の光電交換器として作用するものであ
り、具体的には光電素子アレイから成る。処理回路９
は、一対の光電素子アレイからの出力信号を入力し、こ
れを比較することにより焦点位置識別可能状態にある場
合には、前ピン、後ピン、及び合焦状態の判断をし、端
子T₆〜T₁₁で結ばれた表示部32により、前ピン、後ピ
ン、合焦状態のフアインダ内表示を行なうとともに、結
果に基づいて、端子T₂、T₃でつながつたモーター駆動回
路10を介しこの回路10と端子T₄、T₅でつながつたモータ
ー33を駆動させ、ギヤヘツド34の回転により撮影レンズ
３を合焦位置に動かす。なお、処理回路９は焦点位置識
別不可能な状態、すなわち前ピン、後ピン、合焦を正確
に識別できない状態では、駆動回路10を介して撮影レン
ズ３を走査し、焦点位置識別可能なレンズ位置を探すよ
う設けられている。詳しくは、はじめに撮影レンズ３が
選択された距離範囲に対応する範囲内にある時は、撮影
レンズ３が選択された距離範囲に対応する範囲内で走査
され、焦点位置識別可能な状態を探し、またはじめに撮
影レンズ３が選択された距離範囲に対応する範囲内にな
い時は、撮影レンズ３はその範囲外から範囲内に導か
れ、その後上述と同様に選択された距離範囲内で走査さ
れる。さらに、距離範囲が選択されておらず、全撮影距
離範囲が設定されている時は、この距離範囲（B₁〜B₅）
に対応する範囲内で撮影レンズ３が走査され焦点位置識
別可能な状態を探す。

導電部材11は対物レンズ３に連動して動く部材で、撮影
レンズ３がB₁にあるものに焦点整合された駆動位置（以
下、B₁に対応する位置の如く言う）にある時には導電部
材11は電気接点13の位置に、B₂に対応する位置にある時
には電気接点14の位置に、B₂に対応する位置にある時に
は電気接点15の位置に、B₄に対応する位置にある時には
電気接点16の位置に、B₅に対応する位置にある時には電
気接点17の位置に導電部材11が来るようになつている。
この導電部材11が電気接点13、14、15、16、17、のうち
のいずれか１つと接した場合、電気接点12は導電部材11
を介してその接した電気接点と等電位になる。電気接点
13は常にVccの状態にあり、電気接点17は常にグランド
の状態にある。それ以外の電気接点14、15、16は撮影距
離範囲を選択するための操作部材19によつて、それぞ
れ、Vcc、グランド、オープンのいずれかの状態にな
る。電気接点13〜17の状態は導電部材11を介して電気接
点12に伝えられ、この情報は導線18を通して入力端子T₁
から処理回路９に伝達される。処理回路９は導線18の出
力信号がVccの時はモーター駆動回路10を介して、対物
レンズ３が至近側から∞側に（図示右方へ）向かつて動
くようにモーター33を回転させる信号を出力し、導線18
の出力信号がグランドの時は、対物レンズ３が∞側から
至近側に（図中左方へ）向かつて動くように信号を出力
する。

撮影距離範囲を選択するためのスイツチ部分の構成を詳
しく説明すると、この選択スイツチ部分は操作部材19に
よつてＦ、Ｍ、Ｎ、FULLの４段階を選択する事ができる
ようになつている。絶縁性の操作部材19には一定の間隔
をもつて導電部材20、21が固定され、そして選択スイツ
チ部分は、その他、Vccが印加された電気接点22、グラ
ンドが印加された電気接点23、電気接点24〜31（破線で
示された接点24、25、28、31はなくてもよい。）を含ん
でいる。第２図は、操作部材19がＭに設定されている状
態を示している。この状態においては、操作部材19に一
定の間隔をもつて固定されている導電部材20、21がそれ
ぞれ電気接点26、30に接していて、従つて電気接点14に
はVccが、接点16にはグランドがそれぞれ印加されてい
る。したがつてこの状態では導電部材11は電気接点14と
16の間を動くことになり、撮影レンズ３はB₂とB₄に対応
する位置の間を動くことになる。なお、撮影レンズ３の
初期位置が、B₂とB₄に対応する位置の間にない場合で
も、１度B₂もしくはB₄に対応する位置を通過すれば、以
後は所望の範囲（B₂〜B₄に対応する範囲）内のみを動
く。このことについては後で詳述する。以下同様にし
て、操作部材19をＦに設定すると、電気接点13と15がVc
cに、接点17がグランドになつて、導電部材11は電気接
点15と17の間を動き、操作部材19をＮに設定すると、電
気接点13がVccに、接点15がグランドになつて導電部材1
1は電気接点13と15の間を動くことになる。また操作部
材19をFULLに設定すると、電気接点13がVcc、接点17が
常時グランドに接続されており、接点14〜16はオープン
状態となるので、導電部材11は電気接点13と17の間を動
くことになる。したがつて、本装置は操作部材19をＦ、
Ｍ、Ｎのいずれかに設定した場合には被写体がその設定
された距離範囲内に在るかぎり、被写体をはずしてレン
ズ３の走査を開始してしまったとしても、FULLに設定し
ておく場合よりも迅速にもとの合焦状態を得る事ができ
る。また、Ｆ、Ｍ、Ｎのいずれかに設定した場合、その
設定距離範囲外に被写体がある場合にも、その距離範囲
の端部近くに被写体がありその範囲の端部にて焦点位置
識別可能状態になる場合がある。本装置はこの様な場合
には、撮影レンズ３がその端部において、停止するとと
もに、表示部32が焦点位置方向（前ピン、後ピン）を表
示する。

次に第２図における以上の様な機能を有する各素子や回
路の具体例の詳細を説明する。第２図においては、前述
の如くレンズ３の固定焦点面と共役な位置にそれぞれ光
電素子アレイ７、８が設けられているが、各アレイ７、
８は第３図に詳しく示される如く８つの光電子P₁〜P₈、
P₁′〜P₈′から構成されている。又、撮影レンズ３が合
焦すべき被写体に合焦された場合、撮影レンズ３と再結
像レンズ５、６によってそれぞれ光電素子アレイ７、８
上に形成される被写体の光像と、アレイ７、８との位置
関係が同一となるように、再結像レンズ５、６アレイ
７、８の位置関係等が定められている。従って、合焦状
態のとき、１対のアレイ７、８の位置的に対応する光電
素子P₁とP₁′、……、P₈とP₈′の入射光強度はそれぞれ
等しくなる。又、撮影レンズ３の移動によって該レンズ
３による被写体の像がフィールドレンズ４の前方に形成
された時（前ピンの時）、アレイ７上の像は下方へ、他
方アレイ８上の像は上方へ移動する。逆に、撮影レンズ
３による像がフィールドレンズ４の後方に形成された時
（後ピンの時）、アレイ７、８上の像はそれぞれ前ピン
のときと逆方向へ移動する。アレイ７の各光電素子P₁〜
P₈の光電出力はそれぞれ線型増幅され、又は対数増幅さ
れたりして、その光電出力に関連した電気出力v₁〜v₈と
してアレイ７の出力端子7a〜7hより出力される。アレイ
８の光電素子P₁′〜P₈′の光電出力も同様であって関連
電気出力v₁′〜v₈′が、出力端子8a〜8hより出力され
る。

次にこの関連電気出力v₁〜v₈，v₁′〜v₈′の処理を行な
う処理回路９の説明を第４図〜第７図を用いて行なう。
第４図において空間周波数成分抽出回路91は、入力端子
7a〜7hが夫々同一符号のアレイ７の出力端子7a〜7hに接
続されている。この抽出回路91はアレイ７上の光像の特
定の第１空間周波数成分を表わす第１電気信号v₁とその
1/2の空間周波数成分を表わす第２電気信号v₂とを、上
記関連電気出力v₁〜v₈から抽出する。第２空間周波数成
分は第１空間周波数成分と異なる空間周期を持つもので
あればよく、上記例に限るものでない。この第１電気信
号v₁はアレイ７上の光像が、素子の配列方向に変位した
時、その変位に応じて、一定の関係で変化する位相情報
_１と、その抽出空間周波数成分の大きさを表わす大き
さ情報r₁とを含む。第２電気信号V₂も同様で、位相情報
_２と大きさ情報r₂を含む。他方の空間周波数成分抽出
回路92は、回路91と同一のもので、アレイ８の関連電気
出力v₁′〜v₈′から、そのアレイ上の光像の第１、第２
空間周波数成分を抽出しそれらをそれぞれ表わす第１、
第２電気信号V₁′、V₂′を作る。この第１、第２電気信
号V₁′、V₂′はそれぞれ位相情報_１′、_２′、大き
さ情報r₁′、r₂′を含む。尚、空間周波数成分抽出回路
91、92の原理及び具体的な構成例は特開昭55−98710号
に詳細に開示されている。空間周波数成分抽出回路91、
92の第１電気信号V₁、V₁′の位相差_１−_１′は、第
５図（ａ）に示す如く撮影レンズが合焦位置にあるとき
零となり、前ピン位置では例えば正となり、後ピン位置
では負となり、その差の大きさは合焦位置からのずれ量
に応じて大きくなる。第２電気信号V₂、V₂′の位相差
_２−_２′についても第５図（ｂ）に示す如く同様であ
る。ところが第５図（ａ）、（ｂ）から明らかなよう
に、合焦位置から大きく前ピン又は後ピン位置へずれた
場合にも位相差_１−_１′、_２−_２′が零となつ
てしまうので、この位相差のみから合焦検出を行うと誤
つてしまう恐れがある。これを防止するために、撮影レ
ンズが合焦位置近傍であることを検出する相関検出部93
が設けられている。この相関検出部93は、を算出する。この相関関数I_COHの分子は、物体の輝度分
布がほぼ一様であるとき小さくなり、それに応じて分母
も小さくなるので、この相関関数は輝度分布に無関係
に、撮影レンズの焦点位置に依存するような規格化され
たものとなつている。詳述すると合焦位置のときvi＝v
i′であるから分子が零となり、I_COH＝０となり、アレ
イ７上の像に対して相対的に光電素子１個分ずれている
ような後ピン又は前ピンのとき物体の輝度分布に無関係
にv₂′＝v₁、v₃′＝v₂、……、v₈′＝v₇、又はv₂＝
v₁′、v₃＝v₂′、……、v₈＝v₇′がそれぞれ成立するの
で、I_COH＝１となる。こうして、この相関関数I_COHは第
５図（ｃ）に示す如く合焦位置α、像の相対位置が１光
電素子分ずれた前ピン位置β、同様の後ピン位置γの３
点で規格化されている。もちろんこのような規格化され
た相関関数はこれに限るものでなく、種々のものが考え
られる。

例えば、でもよい。

次に制御部94を第６図、第７図を用いて詳細に説明す
る。第６図において、位相情報_１、_１′を表わす交
流信号は夫々スイツチング用FET111、112を介して波形
整形回路113、114に入力される。同様に位相情報_２、
_２′を表わす交流信号は夫々スイツチング用FET115、
116を介して上述の波形整形回路113、114に入力され
る。一対のFET111、112と一対のFET115、116は択一的に
オンオフされる。前ピン、後ピン信号作成用Ｄ−フリツ
プフロツプ117（以下フリツプフロツプはFFと略記す
る。）は、整形回路113、114の両矩形波出力の位相差の
正負に応じてそのＱ出力端子がＨレベル又はＬレベル出
力を発生する。即ちＤ−FF117はFET111、112がオンの場
合、Ｑ出力が位相差_１−_１′＞０のとき即ち前ピン
のときＨレベルとなり、位相差_１−_１′＜０のとき
即ち後ピンのときＬレベルとなり、又FET115、116がオ
ンの場合、Ｑ出力が_２−_２′＞０のとき即ち前ピン
のとき、Ｈレベル、_２−_２′＜０のとき即ち後ピン
のときＬレベルとなる。排他的論理和回路118は、波形
整形回路113、114の出力の位相差の絶対値即ち｜_１−
_１′｜又は｜_２−_２′を出力する。抵抗R₁とコン
デンサC₁とから成る平滑回路は回路118の出力を平滑す
る。合焦信号作成用比較器119は平滑された位相差の絶
対値｜_１−_１′｜又は｜_２−_２′｜と基準電圧
Vf₁と比較し、前者が後者より小さいとき合焦点信号と
してＨレベル信号を出力する。ここで基準電圧Vf₁の大
きさは撮影レンズの焦点深度を考慮に入れて撮影レンズ
が合焦状態になつたときに比較器119が合焦信号を発生
する様に選定されている。この様に要素７、８、91、9
2、111〜119は、前ピン、後ピン、合焦信号を作成する
焦点位置検出装置を構成する。比較器120とその入力抵
抗R₂〜R₆及びインバータINV1から構成される選択回路
は、第１空間周波数成分と第２空間周波数成分のいずれ
に基づき焦点検出信号を作成するかを決定するものであ
る。この入力抵抗R₂〜R₅はすべて同一抵抗値で、抵抗R₆
の２倍の値を有する。比較器120は第１空間周波数成分
に関する大きさ情報r₁、r₁′の和の1/2と、第２空間周
波数成分の大きさ情報r₂、r₂′の和とを比較し、前者が
大きいとき、Ｈレベル出力となり、位相_１−_１′に
関するFET111、112をオンし、他方後者が大きいとき、
Ｌレベル出力となりインバータINV1を介して位相_２、
_２′に関するFET115、116をオンする。尚、大きさ情
報r₁とr₁′の和を1/2倍したのは、第２空間周波数成分
に関する位相情報の方が、第１空間周波数成分に比べて
精度が良い為である。こうして、Ｄ−FF117と比較器119
はアレイ７、８上の光像中の第１空間周波数成分がその
第２空間周波数成分に比べて充分大きいとき、前者の位
相情報_１、_１′に基づき、又その逆のとき、後者の
位相情報_２、_２′に基づき、夫々前ピン信号又は後
ピン信号及び合焦信号を出力する。被写体像のコントラ
ストが低いと、第１、第２空間周波数成分の大きさが小
さくなり、位相差_１−_１′又は_２−_２′はノイ
ズの影響が大きくなるために前ピン、後ピン及び合焦信
号の精度が低下する。そこでアレイ上の被写体像がコン
トラストが高いか低いかを検出するコントラスト検出回
路が設けられている。このコントラスト検出回路は、比
較器122〜125、基準電圧源Vf₂、Vf₃、ORゲートOR1、OR
2、OR3、ANDゲートAND1、AND2から構成されている。こ
の比較器122、123は夫々第１空間周波数成分の大きさ
r₁、r₁′と基準電圧Vf₂とを比較し、その大きさr₁、
r₁′が焦点検出信号の精度を充分保障できる程、大きい
とき、夫々Ｌレベルとなる。同様に比較器124、125は第
２空間周波数成分の大きさr₂、r₂′が上記精度を保障で
きる程大きいとき夫々Ｌレベルとなる。第１空間周波数
成分が大きい為選択回路の比較器120がＨレベル出力と
なると、インバータINV1はＬレベル出力となる。従つ
て、ANDゲートAND2は強制的にＬレベルとなり、大きさr
₁、r₁′が共に、上述の程度大きいときのみ、ORゲートO
R3がＬレベル出力となる。逆に、第２空間周波数成分が
大きい場合にはANDゲートAND1が強制的にＬレベル出力
となるので、ORゲートOR3は、大きさr₂、r₂′が共に上
述の程度大きいときＬレベル出力となる。比較器126
は、相関信号I_COHと基準電圧Vf₄とを比較し、前者が後
者より小さい時Ｈレベル出力となり、逆の時Ｌレベル出
力となる。このＨレベル出力及びＬレベル出力は撮影レ
ンズが合焦位置の近傍所定範囲内及び外にあることを示
す合焦近傍所定範囲内信号及び範囲外信号として働く。
この合焦近傍所定範囲内とは第５図に示す如く、位相差
信号_１−_１′、_２−_２′が前ピンのとき正、後
ピンのとき負となることを保障する様に定められてい
る。本実施例では合焦近傍所定範囲内信号が出力されて
いる時が前述した相関状態であり焦点位置、すなわち前
ピン、後ピン、合焦を正しく識別できる状態（焦点位置
識別可能状態）である。範囲外信号が出力されている時
が無相関状態であり、焦点位置の識別が正しくできない
状態（焦点位置識別不可能状態）である。加算回路127
は、第１、第２アレイ７、８の全電気出力v₁〜v₈、v₁′
〜v₈′を加算する。従つて、この回路127の出力は両ア
レイ上の被写体像の明るさを表わす。比較器128は加算
回路127の出力と基準電圧Vf₅とを比較し、上述の焦点検
出を行うことが出来ない程被写体輝度が低いときＨレベ
ル出力となる。分圧抵抗R₇とR₈は、この自動合焦装置の
駆動電源の電圧Vccを分圧する。電源電圧検出用比較器1
29は、この分圧電圧と基準電圧Vf₆とを比較し、電源電
圧Vccが自動合焦装置の正常動作を保障し得る値以上の
ときＨレベル信号をそれ以下のときＬレベル信号を出力
する。

以上をまとめると、前ピン、後ピン信号用端子T₆には前
ピンのときＨレベル信号が、後ピンのときＬレベル信号
が出力され、合焦信号用端子T₇には合焦のときＨレベル
信号が出力され非合焦のときＬレベル信号が出力され、
コントラスト信号用端子T₈には被写体像が高コントラス
トであるときＬレベル信号が、低コントラストであると
きＨレベル信号が夫々出力され、合焦近傍所定範囲信号
用端子T₉には撮影レンズが合焦位置の近傍所定範囲内に
あるときＨレベル信号が、外にあるときＬレベル信号が
夫々出力され、そして、輝度信号用端子T₁₀には、被写
体輝度が焦点検出に充分な程高いときＬレベル信号が、
低いときＨレベル信号が夫々出力される。又、電源電圧
検出信号用端子T₁₁には電源電圧がこの自動合焦装置の
正常動作に充分であるときＨレベル信号が、不充分であ
るときＬレベル信号が夫々出力される。

次に、第６図の各出力に基づき、撮影レンズを駆動する
撮影レンズ駆動系を第７図により説明する。第７図にお
いて、入力端子T₆〜T₁₁は夫々同一符号の第６図の出力
端子T₆〜T₁₁に接続されている。入力端子T₁には、第２
図に示したように撮影レンズが無限遠位置に達した時及
び選択された距離範囲（第２図ではB₂〜B₄）の無限遠側
端部（第２図ではB₄）に達した時にＬレベル信号が入力
され、撮影レンズが至近位置に達した時及び選択された
距離範囲の至近側端部（第２図ではB₂）に達した時にＨ
レベル信号が、それ以外の時はオープン状態の信号が入
力される。抵抗R₁₁〜R₁₄は、R₁₁＞R₁₂＞R₁₃＞R₁₄となる
ように設定されているため、端子T₁がＬの時、比較器16
0、161の出力は共にＨとなり、端子T₁がＨの時は比較器
160、161の出力は共にＬとなり、端子T₁がオープンの時
は比較器160がＬ、比較器161がＨとなる。入力端子T₁₂
は後述する撮影レンズ駆動の阻止を解除する解除信号が
入力される。端子T₆はインバーターINV2を介してノアゲ
ートNOR1に接続されると共に、直接にノアゲートNOR2に
接続される。両ノアゲートNOR1、NOR2の各々の他方の入
力端子は共に端子T₉に接続される。ノアゲートNOR1の出
力端子はFF162のセツト入力端子と、ナンドゲートNAND1
の一方の入力端子に、又ノアゲートNOR2の出力端子はFF
162のリセツト入力端子と、ナンドゲートNAND2の一方の
入力端子とに夫々接続される。ナンドゲートNAND1、NAN
D2はその他方の入力端子が夫々比較器160と161の出力に
接続される。FF162は、合焦近傍所定範囲内信号Ｈから
範囲外信号Ｌに変化した時、その変化直前における端子
T₆に入力された前ピン信号又は後ピン信号を上記範囲外
信号の発生中記憶する。このFF162のＱ出力は順次アン
ドゲートAND3、オアゲートOR4、ナンドゲートNAND3を介
してノアゲートNOR3に送られ、又出力はアンドゲート
AND4、オアゲートOR5、ナンドゲートNAND4を介してノア
ゲートNOR4に送られる。後で詳述するモータ駆動回路10
はノアゲートNOR3とNOR4の出力により制御され、撮影レ
ンズをノアゲートNOR3がＨレベル出力の時前ピン駆動、
即ち無限遠位置に向けて駆動し、他方ノアゲートNOR4が
Ｈレベル出力の時後ピン駆動、即ち至近位置に向けて駆
動し、両者がＬレベルの時、駆動を停止する。アンドゲ
ートAND3、AND4の各々の他の二つの入力端子は共にナン
ドゲートNAND5の出力端子及びオアゲートOR6の出力端子
に夫々接続される。このオアゲートOR6の両入力端子はT
₉と、インバーターINV3を介して端子T₇とに夫々接続さ
れる。ノアゲートNOR5は両入力端子が夫々アンドゲート
AND3、AND4の出力端子に、出力端子がアンドゲートAND
5、AND6に夫々接続される。このアンドゲートAND5、AND
6の出力端子は夫々オアゲートOR4、OR5に接続される。
アンドゲートAND7は両入力端子が端子T₈と、インバータ
ーINV4を介して端子T₉とに夫々接続され、出力端子がノ
アゲートNOR3とNOR4に接続される。端子T₁₀はノアゲー
トNOR3とNOR4に、端子T₁₁はナンドゲートNAND3とNAND4
に夫々接続される。比較器160、161の出力はFF163のセ
ツト入力端子とリセツト入力端子とに夫々接続され、こ
のFF163のＱ出力端子はインバーターINV5を介してアン
ドゲートAND5と、直接にアンドゲートAND6に夫々接続さ
れる。比較器160と161の出力は又オアゲートOR7を介し
てFF164のセツト入力端子に接続される。このFF164のＱ
出力端子はナンドゲートNAND5の入力端子に、クリア端
子ClはインバーターINV6を介して端子T₉に接続される。
端子T₁₂とT₉はナンドゲートNAND6の入力端子に夫々接続
され、このナンドゲートの出力端子はFF165とFF166の各
々のクリア端子Clに接続される。FF165のセツト入力端
子は比較器161の出力に、Ｑ出力端子はFF166のＤ入力端
子に、夫々接続され、FF166のクロツク入力端子CKは比
較器160の出力に、出力端子はナンドゲートNAND3とNA
ND4の入力端子及び、被写体情報記憶回路167に夫々接続
される。被写体情報検出回路168は、焦点検出対象の被
写体の輝度やコントラスト等の情報を検出する。記憶回
路167はFF166の出力がＬレベルとなつたとき、検出回
路168の出力を記憶する。解除回路169は、記憶回路167
の記憶値と検出回路168の検出出力とを比較し、両者の
差が所定値以上になつたとき端子T₁₂にＬレベル出力を
送出する。これらの被写体情報検出回路167、記憶回路1
68、解除回路169は、被写体が低輝度もしくは低コント
ラストの時、正確な焦点検出が不可能として撮影レンズ
の駆動を停止させると共にその時の被写体情報を記憶
し、その後、被写体の輝度やコントラストが変化する
と、停止を解除して再び駆動を可能にするための回路で
ある。この詳細に関しては本出願人により、特願昭56−
176758において開示したものなので、ここでは細かい説
明を省略する。以上において、ノアゲートNOR1、NOR2、
FF162などからレンズ駆動信号発生装置を構成し、ナン
ドゲートNAND3、NAND4、FF165、166から駆動阻止信号発
生装置を構成する。そして第７図までの回路、詳しくは
第２図の素子７、８と、同図の処理回路９に相当する回
路が、撮影レンズを合焦位置に導く為の信号を作り出す
焦点検出手段を構成している。

次に表示部32の構成を第８図により説明する。入力端子
T₆〜T₁₁は夫々第６図の出力端子T₆〜T₁₁に接続されてい
る。オアゲートOR8の両入力端子は夫々端子T₆とT₇に、
オアゲートOR9の入力端子はインバータINV7を介して端
子T₆にまた直接、端子T₇に接続される。オアゲートOR10
の入力端子は端子T₈とT₉とT₁₀とに接続され、ナンドゲ
ートNAND7の入力端子は端子T₁₀とクロツクパルス発生器
39に接続される。アンドゲートAND8は入力端子がオアゲ
ートOR8と、インバータINV8を介してオアゲートOR10
と、そして端子T₁₁とに夫々接続され、出力端子が抵抗R
9を介して発光ダイオードLED1に接続される。アンドゲ
ートAND9は、入力端子がオアゲートOR9とインバータINV
8と、端子T₁₁に夫々接続され、出力端子が抵抗R10を介
して発光ダイオードLED2に接続される。アンドゲートAN
D10は入力端子がオアゲートOR10と、ナンドゲートNAND7
と、端子T₁₁に夫々接続され、出力端子が抵抗R11を介し
て発光ダイオードLED3に接続される。

最後に第７図と第８図を用いて各状態における動作を説
明する。なお説明においては、被写体自体は高コントラ
ストで輝度も充分高くまた電源電圧も十分高い場合に関
して行なう。低コントラストや低輝度低電圧の場合につ
いては、特願56−176758において詳しく説明してあり、
また本明細書の記載から類推できるものであるため、こ
こではその説明を省略する。いま、高コントラスト、高
輝度で、電源電圧も十分に高い場合、端子T₈には高コン
トラストを表わすＬレベル信号が、端子T₁₀には高輝度
を表わすＬレベル信号が、そして端子T₁₁には高電源電
圧を表わすＨレベル信号が夫々入力される。

（Ｉ）撮影レンズが、焦点位置識別可能状態（第５図の
相関状態）にある時この時、端子T₉に合焦近傍所定範囲内信号であるＬレベ
ル信号が入力される。この信号により、ナンドゲートNA
ND5、NAND6が共にＨレベル出力となる。この後者のＨレ
ベル出力によりFF165、166がクリアされる。

（Ｉ・１）前ピンの時まず被写体が選択された距離範囲内にある時について説
明する。

前記ピンのとき端子T₆にはＨレベル信号が入力される。
このＨレベル信号とT₉のＬレベル信号とにより、ノアゲ
ートNOR1がＨレベル出力、ノアゲートNOR2がＬレベル出
力となり、FF162のＱ出力がＨレベル、出力がＬレベ
ルとなる。端子T₇は非合焦なのでＬレベル信号が入力さ
れ、また上述の如くナンドゲートNAND5はＨレベル出力
であるのでアンドゲートAND3はゲートを開いている。FF
162のＱ出力はこのアンドゲートAND3、オアゲートOR4を
介してナンドゲートNAND3に入力される。今、撮影レン
ズが選択された距離範囲内（距離範囲、端部以外の）に
位置しているとすると、端子T₁にはopenの信号が入力さ
れているのでナンドゲートNAND1はＨレベル出力であ
り、かつFF166の出力はＨレベル出力であり、端子T₁₁
はＨレベル信号であるので、オアゲートOR4のＨレベル
出力によりナンドゲートNAND3はＬレベル出力となる。
端子T₈のＬレベル信号によりアンドゲートAND7もＬレベ
ル出力となり、また端子T₁₀もＬレベル信号であるの
で、上述のナンドゲートNAND3のＬレベル出力によりノ
アゲートNOR3はＨレベル出力となる。このＨレベル出力
によりモータ駆動回路10はモータを正転し、撮影レンズ
を無限遠位置へ向けて駆動し合焦位置に近づける。

この時の表示状態を次に述べる。

第８図において、オアゲートOR8、OR9、OR10が夫々Ｈレ
ベル出力、Ｌレベル出力、Ｌレベル出力になり、ナンド
ゲートNAND7がＨレベル出力となる。これによりアンド
ゲートAND8はＨレベル出力となり発光ダイオードLED1を
点灯する。他のアンドゲートAND9、AND10は共にＬレベ
ル出力なので他の発光ダイオードLED2、LED3は消灯す
る。こうして発光ダイオードLED1のみの点灯により前ピ
ン状態を表示する。

次に焦点位置識別可能状態であつて、選択された撮影距
離範囲外に被写体がある場合について述べる。

これは、例えば前ピン信号に応じて撮影レンズが無限位
置の方へ駆動された時、操作部材19によつて撮影距離範
囲が制限されて撮影レンズが焦点位置に達する事ができ
ない場合の話である。

例えば、操作部材19をＭに設定して撮影を行なつている
場合を想定する。この場合撮影レンズは第１図のB₂から
B₄に対応した範囲を駆動される。ところが、撮影中被写
体がこの距離範囲（B₂〜B₄）を脱してB₄よりも無限方向
に移動すると、上記の様な場合が生じてくる。この様な
場合には、撮影レンズが、領域Ｍの最遠位置B₄に対応す
る位置に達すると、端子T₁にＬレベル信号が入力し、し
たがつて比較器160、161の出力が共にＨになり、このＨ
レベル信号とノアゲートNOR1のＨレベル信号とによりナ
ンドゲートNAND1がＬレベル出力となる。このＬレベル
出力により強制的にナンドゲートNAND3はＨレベル出力
を発し、モータは停止して撮影レンズ駆動を停止する。

そして、撮影レンズが停止したにもかかわらず、第８図
の発光ダイオードLED1がなおも点灯して前ピン状態を表
示するため、撮影者は操作部材19を他の距離範囲Ｆに切
り換えればよい事を知る事ができる。

（I.2）後ピンの時後ピンの場合も、前記の前ピンの場合と同様なので説明
は省略する。また、後ピン状態においては前述したLED1
と同様の態様でLED2が点灯する。

（I.3）合焦の時第７図において、撮影レンズ合焦位置に達すると、端子
T₇にＨレベル信号が入力され、これはインバータINV3、
オアゲートOR6を介して、アンドゲートAND3、AND4の両
方のゲートを閉じる。これによりノアゲートNOR3とNOR4
が共にＬレベル出力となり、モータ駆動回路10は撮影レ
ンズの駆動を停止し、合焦位置に静止させる。

この合焦時の表示態様を述べる。第８図において端子T₇
のＨレベル信号がオアゲートOR8、OR9アンドゲートAND
8、AND9を介して発光ダイオードLED1、LED2を共に点灯
する。発光ダイオードLED3は消灯している。この様な両
発光ダイオードLED1、LED2の点灯により合焦を表示す
る。

（II）撮影レンズが焦点位置を識別不可能な状態（第５図の相関状態にない状態）にある時この時、端子T₉に合焦近傍所定範囲外信号であるＨレベ
ル信号が入力される。このＨレベル信号は、端子T₇の合
焦信号に無関係にオアゲートOR6をＨレベルとすると共
に、インバータINV4を介してアンドゲートAND7を端子T₈
のコントラスト信号に無関係にＬレベル出力とする。こ
の様に、合焦近傍所定範囲外の時は、合焦信号及びコン
トラスト信号は共に撮影レンズ駆動に何ら関与しなくな
る。上述のように端子T₉にＨレベル信号が入力された時
この信号は更に、ノアゲートNOR1とNOR2とを共にＬレベ
ル出力とする。これによりFF162の出力は合焦近傍所定
範囲外になる直前の状態に保持される。従つてこの所定
範囲外になると、その後の端子T₆への前ピン信号又は後
ピン信号に全く無関係に、所定範囲外になる直前の端子
T₆への入力信号によつて決まる方向に撮影レンズが強制
的に駆動される。この強制駆動により、撮影レンズが合
焦近傍所定範囲内に入ると端子T₉にＬレベル信号が入力
し、前述の（I.1）〜（I.3）の動作が行われる。

これを具体例を挙げて説明する。いま、被写体がB₃とB₄
の間にあり、操作部材19をＭ（B₂〜B₄の領域に対応）に
設定してあるものとする。第１の場合として、撮影レン
ズ３の初期位置がB₂〜B₄領域に対応した範囲の外側、例
えばB₁〜B₂領域に対応した位置にあるものと仮定する。
焦点位置を認識不可能な状態でこの位置から考える時、
撮影レンズ３がどちらの方向に動き出すかは、前述の如
く前の状態に頼り、直接B₂に対応した方向へ移動してB₂
〜B₄領域に対応した範囲に入り、焦点位置を識別して合
焦に至る場合もあり、また一度B₁に対応した方向に移動
し、B₁に対応した位置で反転してからB₂〜B₄領域に対応
した範囲に入り、合焦に至る場合もある。第２の場合と
して、撮影レンズ３の初期位置がB₂〜B₄領域に対応した
範囲内にある場合を考える。

この場合も撮影レンズ３の動き出す方向は前の状態に頼
り、被写体位置に対応した方向に最初から動き、焦点位
置を識別して合焦に至る場合もあり、また一度被写体位
置に対応した方向とは逆の方向に移動し、B₂もしくはB₄
に対応した選択距離範囲の端部で反転した後、合焦に至
る場合もある。

上述の強制駆動により撮影レンズが合焦近傍所定範囲内
に入ることなく、選択された距離範囲の端部、もしくは
無限遠位置又は至近位置に到達した場合には以下の如き
動作となる。まずは、操作部材19がFULL（全撮影距離範
囲B₁〜B₅に対応）に設定されている場合から説明しよ
う。

焦点位置識別不可能状態となつたときFF162は出力が
Ｈレベルであつたとする。この時、撮影レンズは後ピン
駆動となり至近位置に向かつて強制駆動される。この焦
点位置識別不可能状態のまま至近位置に達すると、端子
T₁にＨレベル信号が入力され、このＨレベル信号はFF16
4、FF165を共にセツトしかつFF163をリセツトする。こ
のFF165のセツトによりFF166のＤ入力端子にはＨレベル
信号が入力される。こうして撮影レンズが至近位置に到
達したことがFF165、FF166に記憶される。また上述のFF
164のセツトによりナンドゲートNAND5はＬレベル出力と
なりアンドゲートAND3、AND4を共にＬレベル出力とし、
撮影レンズの後ピン駆動を停止させる。両ゲートAND3、
AND4のＬレベル出力によりノアゲートNOR5がＨレベル出
力となる。他方、上述のFF163のリセツトによつてイン
バータINV5はＨレベル出力となりこのＨレベル出力とノ
アゲートNOR5のＨレベル出力とによりアンドゲートAND5
がＨレベル出力となる。このＨレベル出力はオアゲート
OR4、ナンドゲートNAND3を介してノアゲートNOR3をＨレ
ベル出力とし、撮影レンズ駆動を反転し、前ピン駆動と
し撮影レンズを無限遠位置の方の強制駆動する。この無
限遠位置置への強制駆動により、焦点位置の識別が可能
な状態に至り直ちに上述の（1.1）（1.2）の動作が行わ
れる。ところが、合焦対象の被写体に奥行きがあつたり
又は被写体自体が低コントラストであること、この強制
駆動によつても焦点位置識別可能の信号が得られず、結
局撮影レンズは無限遠位置に達する。すると、端子T₁に
Ｌレベル信号が入力され、この信号はFF163をセツトす
ると共にFF166にFF165のＱ出力を読み込ませる。この読
み込みによりFF166の出力がＬレベルとなり、記憶回
路167にそのときの被写体情報に関する検出回路168の出
力を記憶させると共に、両ナンドゲートNAND3、NAND4を
Ｈレベル出力とし撮影レンズ駆動を停止させる。

この様に、焦点位置識別不可能の信号が発生している場
合、即ち正しい焦点検出信号が発生することが保障され
ていない場合には、この原因が撮影レンズが合焦位置か
ら大きく離れていることによる被写体像の低コントラス
トに起因するものか否かを判別する為に、撮影レンズを
そのときの焦点検出信号とは無関係に強制的に駆動す
る。この強制駆動が至近位置と無限遠位置との間の全移
動範囲にわたつて行われても結局焦点位置識別可能の信
号が得られないときは、上記原因が被写体自体の性質に
よるものと判断し、無限遠位置で撮影レンズ駆動を阻止
すると共に、その時の被写体情報を記憶する。次に、操
作部材19がFULL以外、例えばＭ（B₂〜B₄領域に対応）に
設定された場合を考える。この場合、撮影レンズ３の強
制駆動はB₂に対応する位置とB₄に対応する位置との間で
行なわれるが結局焦点位置認識状態を得られないとき
は、選択された距離範囲の無限側の端部、すなわちこの
場合にはB₄に対応した位置で撮影レンズ３の駆動を停止
すると共に、その時の被写体情報を記憶する。

その後、例えばカメラを別の被写体に向ける等操作によ
り、合焦対象被写体が変化すると、解除回路169は、そ
の変化後の被写体の情報を表わす検出回路168の検出々
力と記憶回路167の記憶出力とからその変化量を求めそ
れが所定値以上である時、Ｌレベル出力を端子T₁₂に送
出する。このＬレベル出力を受けてナンドゲートNAND6
はFF165、166をクリアし、上述の撮影レンズ駆動停止を
解除する。この解除により、この時焦点位置識別状態で
あれば、上述の（Ｉ）の動作が、非識別状態であれば
（II）の動作が夫々行われる。

尚、本実施例では、FF165、166のクリア、即ち撮影レン
ズ駆動停止の解除は、解除回路169の出力の外に焦点位
置識別可能を表わす信号によつても行われる。この理由
は非識別状態から識別状態に変化するとき一般に検出回
路168の出力も変化し、解除回路169もＬレベル出力を発
生するが、もし、検出回路168の検出すべき被写体情
報、例えば輝度又はコントラスト等の選定によつては、
焦点位置識別状態となつても解除回路169が解除信号を
発生しないことがあるからである。

またLED1とLED2による表示について述べれば、焦点位置
識別不可能な状態にある時は両者がともに消灯し、焦点
位置識別可能な状態への移行とともに、LED1とLED2の一
方あるいはその両者が点灯する。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、選択された撮影距離範囲
の端部において、非合焦状態でも焦点位置識別可能状態
にある場合には、その端部においてレンズが停止される
とともに焦点位置の方向が表示されるため、それに応じ
て撮影距離範囲を迅速に切り換えてすみやかに合焦状態
を得る事が可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、被写界の空間的位置を示す図、第２図は、本発明による実施例の概略を示す図、第３図は、第２図に示した光電素子の具体例を説明する
図、第４〜７図は、第２図に示した処理回路の具体例を説明
する図、第８図は、第２図に示した表示部の具体例を表わす図で
ある。（主要部分の符号の説明）３……撮影レンズ、7.8……光電素子アレイ９……処理回路、10……駆動回路 32……表示部、33……モーター 19……操作部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズの全撮影距離範囲内の特定の距離範
囲を選択する選択手段と、前記選択された距離範囲内で
のみ前記レンズを駆動する駆動手段と、合焦状態を表示
する表示手段とを有する自動焦点調整装置において、焦
点位置識別可能状態であり、前記選択された距離範囲内
で前記レンズが合焦状態になれない時、前記選択された
距離範囲内の端部に前記レンズが位置するように前記駆
動手段を停止させるとともに前記レンズが合焦状態にな
るための移動方向を前記表示手段に表示させる制御手段
を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。