JPH0823619B2

JPH0823619B2 - 自動焦点調節カメラ

Info

Publication number: JPH0823619B2
Application number: JP62217734A
Authority: JP
Inventors: 良紀松澤; 真也高橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPS6459312A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は自動焦点調節カメラ、更に詳しくは、被写体
の結像予定焦点位置に対するずれ量を検出し、これに基
づいて合焦位置へ撮影レンズを駆動する自動焦点調節カ
メラに関する。

［従来の技術］自動焦点調節カメラに用いられている焦点調節方法に
は撮影レンズの全体を繰出す方法と、撮影レンズの一部
を繰出す方法とがある。

撮影レンズの全体を繰出す場合の光路図を示す第11図
において、被写体Ｄは、撮影レンズがの位置にあると
き、その結像面がフィルム面に一致、つまり合焦し、
また、被写体Ｅは、撮影レンズがの位置にあるとき合
焦している。今、撮影レンズの焦点距離をｆ、主点間隔
をΔとし、被写体Ｄとレンズ位置との間隔を（ｆ＋
x_D）、レンズ位置とフィルム面との間隔を（ｆ＋
x_D′）、被写体Ｅとレンズ位置との間隔を（ｆ＋
x_E）、レンズ位置とフィルム面との間隔を（ｆ＋
x_E′）とすれば、 x_Ex_E′＝f² となるから x_E′＝f²／x_E ………（１）となる。この被写体Ｅは、撮影レンズがの位置から
の位置に移動すると、フィルム面に結像できず、フィ
ルム面より距離t_DE離れた面に結像する。被写体Ｅ
とレンズ位置との間隔を（ｆ＋x_DE）、レンズ位置
と結像面との間隔を（ｆ＋x_DE′）とすれば、図よりｆ＋x_DE′＝ｆ＋x_D′＋t_DE となるから x_DE′＝x_D′＋t_DE ………（２）となる。また x_DEx_DE′＝f² につき、 x_DE＝f²／x_DE′ ………（３）となる。そして、被写体Ｅの結像面をフィルム面に合
致、つまり合焦させるためには、距離（x_E′−x_D′）だ
け撮影レンズを繰出せばよい。

被写体Ｅからフィルム面までの距離は、図から分か
るように、次の算式で与えられる。

ｆ＋x_DE＋Δ＋ｆ＋x_D′ ＝ｆ＋x_E＋Δ＋ｆ＋x_E′ 従って、 x_DE＋x_D′＝x_E＋x_E′ ………（４）となる。この（４）式に上記（３）式を代入すれば、（f²／x_DE′）＋x_D′＝x_E＋x_E′ ………（５）となる。この（５）式に上記（２）式を代入すればを得る。これをt_DEについて解くと、となる。今、x_D′，x_E′がx_Eに比べて十分に小さい場
合、上式はとなる。この（６）式に上記（１）式を代入すると、 t_DEx_E′−x_D′ となる。つまり、被写体Ｅの結像面のずれ量t_DEは、撮
影レンズ位置との状態の繰出し量の差にほぼ等しく
なる。

そのため、合焦レンズの位置や焦点のずれ量によって
変らない変換係数klを考えると、撮影レンズの駆動量ｌ
は、焦点のずれ量t_DEに対しｌ＝kl・t_DE とすることができる。

しかしながら、x_D′，x_E′がx_Eに比べて無視できない
場合、つまり、撮影レンズの繰出し量が大きくなった場
合や、撮影レンズの全体を繰出さずにレンズの一部（以
後、フォーカス群と呼称する）のみを繰出して焦点合わ
せする場合には、焦点距離や主点間隔が変化するので、
上述の近似が成立しない場合が生ずる。

そのため、フォーカス群移動量と像面のずれ量の関係
は非直線形となっていて、フォーカス群の位置によっ
て、変換係数klの値が変わるため、変換係数klの値を予
め小さくとっておき、発散していつまでも合焦できなく
なることを防いだり、非線形性の大きいレンズではフォ
ーカス群の位置を検出してこれに応じて、その近傍のみ
の変換係数klの値に変えていた。

このため、フォーカス群の移動量誤差が多く、一回で
フォーカス群を所定位置に移動させることが難しく、焦
点検出を繰り返して行ない、フォーカス群を逐次所定位
置に移動させるようにしなければならなかった。このた
め合焦時間が長くなり、迅速なる撮影が難しく、又、焦
点合わせを高精度に行なうのが難しくなる等の欠点があ
った。

これを解決するために、例えば特開昭62-78519号公報
記載の自動合焦装置では、焦点検出の出力信号とレンズ
の移動に関する基準係数とから、フォーカス群を移動さ
せる為の移動係数を求めた後、フォーカス群の移動量を
演算する手段が提案されている。また、レンズの繰り出
し量や焦点ずれ量に応じ、変換係数を用いてフォーカス
レンズ群の移動量を求めるようにした自動焦点調節カメ
ラが、本出願人より特願昭62-121790号として提案され
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上述の提案では、移動係数や変換係数なる
数を求めた後に駆動量を求めているため、演算の系統的
誤差がふえたり、演算に手間がかかっていた。

従って、ピントずれが大きい場合には、１回のレンズ
駆動では合焦点までフォーカス群を移動することができ
ず、複数回測距とレンズ駆動を繰り返して合焦動作を行
なっていたため合焦迄に多くの時間がかかっていた。

そこで、本発明では、像面のずれ量の大きさによって
フォーカス群の移動量を変化させフォーカス群の移動量
を最適値に設定し測距とレンズ駆動をほとんど１回です
ませて合焦させることによって、合焦迄の時間を大幅に
減少できる自動焦点調節カメラを提供することを目的と
している。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明では、その概念を第１図に示したように、撮影
レンズ１を通して被写体像が結像された像面の光軸上の
位置と、フィルム面の光軸上の位置とのずれ量に基づ
き、撮影レンズのフォーカス群の駆動量を演算してフォ
ーカス群を駆動する自動焦点調節カメラにおいて、被写体位置に対する撮影光学系の焦点ずれ量を検出す
るずれ量検出手段２と、焦点検出時の撮影レンズのフォ
ーカス群位置とズーム位置とを含むレンズ状態を検出す
るレンズ状態検出手段と、予め複数組用意され、上記レ
ンズ状態検出手段の出力に応じて適宜選択される３種類
の撮影レンズ固有データと、上記焦点ずれ量若しくは焦
点ずれ量に基づく値の−１次項、０次項、及び１次項を
含む多項式によって上記フォーカス群の駆動量を演算す
る駆動量演算手段３とを具備し、この駆動量を駆動手段
４に供給してフォーカス群を合焦点へ駆動制御する。

ここに上記撮影レンズ固有のデータとは、通常は各撮
影レンズ毎に固有の固定されたデータである。しかし、
撮影レンズがズームレンズであったり、マクロ域まで撮
影可能のものであったり、非直線カムによってフォーカ
スレンズ群を駆動させるものであったり、あるいはイン
ナフォーカスやリヤフォーカス等のものであったりし
て、上記固有のデータが一定の値では扱いきれない場合
には、それぞれ、移動するレンズの位置の検出手段（フ
ォーカス群に対しては、フォーカス群位置検出手段，ズ
ームレンズの場合は、変倍系位置検出手段）による検出
信号によって生成したり、或いは記憶手段に記憶されて
いる固有データ列から選択したりする。そして、必要に
応じて補間され利用される。

また、フォーカス群の駆動量を演算するに際し、移動
係数等の演算は行なわず、直接的に駆動量を演算するも
のである。

［実施例］本発明の実施例の説明に先立ち、第２図，第３図を用
いて本発明の原理を説明する。

第２図に、フォーカス群が無限遠（以下、∞と略記す
る）の位置状態にあって、各々異なる有限距離にある被
写体A,Bに合焦させる場合を考える。図中Ａ点,B点はそ
れぞれ被写体A,Bに合焦しているフォーカス群の位置を
示している。測距をすると各々Δx_A，Δx_Bがずれ量とし
て検出される。ここで１回のレンズ駆動動作で合焦させ
るためには、フォーカス群移動量ΔL_A，ΔL_Bをそれぞ
れ、ずれ量ΔX_A，ΔX_Bに対して一義的に決めればよい。

測距する時のフォーカス群の位置によって、像面の移
動量とフォーカス群の移動量との関係がどのように変動
するかを示したものが第３図である。第２図では、測距
する時のレンズ位置は∞の時に限定されていたが、測距
する時のフォーカス群の位置によって第３図に示すよう
に像面の移動量とフォーカス群の移動量との関係が変化
する。従って、AFサイクルを１回で終了させるような駆
動量の設定には上述したようなずれ量に応じて駆動量の
値を設定するだけでは不充分であり、はじめに測距する
時のフォーカス群の位置を判別して、その時の像面の移
動量とフォーカス群の移動量との関係に応じて、ディフ
ォーカス量に対して最適な駆動量を設定する必要のある
場合もある。

またズームレンズを使用する場合には、焦点ずれ量と
駆動量の関係は、ズームの状態に応じて変化する。

本発明は、焦点のずれ量と、焦点のずれ量に左右され
ず撮影レンズに固有のレンズ状態に応じた固有データと
からフォーカス群の駆動量を演算しようとするものであ
る。そして、その演算の際に移動係数を求める必要はな
い。

一般に、焦点ずれ量とフォーカス群の駆動量の関係は
双曲線関数になる。そこで、駆動量ΔＬは、焦点ずれ量
をEr、レンズに固有のデータをα，β，γとすれば、と近似することができる。

つまり、レンズの状態に合わせて固有データα，β，
γを設定すれば、駆動量ΔＬを正確に求めることができ
る。

固有データα，β，γが、レンズ状態の全範囲に亘っ
てでなく、とびとびでしか設定されていない場合は、
α，β，γを補間することで精度を上げることができ
る。また、固有データα，β，γの組は、レンズまたは
カメラ上の記憶手段にあってもよいし、レンズの状態の
検出手段（ズームエンコーダ，距離エンコーダ等）によ
って発生する信号に応じ生成してもよい。

また、上式のα／βについて、新たな定数Ａを用い
て、Ａ＝α／βとおけば、上式は、 ΔＬ＝Ａ・β／（β＋Er）＋γ・Er−Ａと表すことができる。また、β＋Erについて、新たな変
数Ｂを用いて、Ｂ＝β＋Erとおけば、上式は、 ΔＬ＝α/B＋γ・（Ｂ−β）−α／β ＝α/B＋γ・Ｂ−（γ・β＋α／β）となり、更に新たな定数δを用いて、δ＝γ・β＋α／
βと定義すれば、上式は、 ΔＬ＝α/B＋γ・Ｂ−δ となって、駆動量ΔＬを、変数Ｂと定数α，β，δとで
表すことができる。

これらの演算式において、その共通点を考えると、焦
点ずれ量Er、或いはこの変数Erに定数を加算した変数Ｂ
についての−１次項、０次項、１次項を含んだ多項式で
駆動量ΔＬが表されていることである。

以下、本発明をレンズ交換式カメラに適用した実施例
について説明する。

第４図は本発明が適用されるカメラシステムの電源供
給を主体として見た全体のブロック図である。電源電池
11の電圧V_CCは電源スイッチ12の閉成時にDC/DCコンバー
タ13により昇圧され、ラインl₀,l₁間が電圧V_DDに定電圧
化されている。ラインl₀,l₁間にメインCPU14,バイポー
ラII回路15,バイポーラＩ回路16,ストロボ制御回路17,
レンズデータ回路18,データバック回路19が接続されて
おり、バイポーラII回路15の電源供給制御はメインCPU1
4のパワーコントロール回路からの信号により行なわ
れ、バイポーラＩ回路16〜データバック回路19の電源供
給制御はバイポーラII回路15からのパワーコントロール
信号により行なわれる。

合焦センサ20,A/Dコンバータ21,AF用CPU22からなるAF
ブロックは電源制御用トランジスタ23を介してライン
l₀,l₁間に接続されており、このAFブロックに対する電
源供給制御はメインCPU14のAF用パワーコントロール回
路からの信号による上記トランジスタ23のオン，オフ制
御により行なわれる。AF用CPU22はAF用アルゴリズム演
算を行なうための回路で、合焦・非合焦の表示を行なう
AF表示回路24が接続されている。メインCPU14はフィル
ムの巻上、巻戻および露出シーケンス等カメラ全体のシ
ーケンスをコントロールするための回路で、上記合焦表
示以外の表示を行なう表示回路25を接続されている。バ
イポーラII回路15はフィルムの巻上、巻戻用モータ制
御、レンズ駆動およびシャッタ制御等、カメラのシーケ
ンスに必要な各種ドライバを含む回路で、AFモータ駆動
回路26およびAF補助光回路27等が接続されている。バイ
ポーラＩ回路16は主として測光をつかさどる回路であ
り、測光素子28を有している。ストロボ制御回路17は内
蔵、或いは外付けされたストロボ29に対する発光制御を
行なうためのものである。レンズデータ回路18は、交換
レンズ毎に異なる、AF、測光、その他のカメラ制御に必
要な、固有のレンズデータを記憶した回路である。この
レンズデータ回路18に入っているレンズデータのうちAF
に必要なデータとしては、レンズ変倍係数（ズーム係
数）、マクロ識別信号、絶対距離係数a,b,パワーフォー
カスデューティ係数,AF精度スレショールドETh,レンズ
移動方向，開放Ｆ値，シフト量（位相差量）の最大値S
_MAX，レンズ駆動量の最大値を表わす最大パルスであ
る。

上記バイポーラII回路15では電源電圧V_DDの状態を監
視しており、電源電圧が規定電圧より低下したときメイ
ンCPU14にシステムリセット信号を送り、バイポーラII
回路15〜データバック回路19の電源供給、並びに、合焦
センサ20,A/Dコンバータ21およびAF用CPU22からなるAF
ブロックの電源供給を断つようにしている。メインCPU1
4への電源供給は規定電圧以下でも行なわれる。

第５図はAFブロックを中心とした信号の授受を示す系
統図であり、AF用CPU22とメインCPU14はシリアルコミュ
ニケーションラインでデータの授受を行ない、その通信
方向はシリアルコントロールラインにより制御される。
このコミュニケーションの内容としては、前記レンズデ
ータ回路18内の固有のレンズデータや、絶対距離情報で
ある。また、メインCPU14からAF用CPU22にカメラのモー
ド（AFシングルモード/AFシーケンスモード／パワーフ
ォーカス（以下、PFと略記する）モード／その他のモー
ド）の各情報がモードラインを通じてデコードされる。
さらに、メインCPU14からAF用CPU22へのAFENA（AFイネ
ーブル）信号はAF,PFの各モードのスタートおよびスト
ップをコントロールする信号であり、AF用CPU22からメ
インCPU14へのEOFAF（エンドオブAF）信号はAF,PFモー
ドでの動作終了時に発せられ露出シーケンスへの移行を
許可する信号である。

また、バイポーラII回路15はAF用CPU22からのAFモー
タコントロールラインの信号をデコードし、AFモータ駆
動回路26をドライブする。AFモータ駆動回路26の出力に
よりAFモータ（レンズ駆動モータ）31が回転すると、レ
ンズ鏡筒の回転部材に等間隔に設けられたスリット32が
回転し、同スリット32の通路を挟んで発光部33aと受光
部33bとを対向配置させてなるフォトインタラプタ33が
スリット32をカウントする。即ち、スリット32とフォト
インタラプタ33はパルス発生部34を構成しており、同パ
ルス発生部34から発せられたパルス信号（スリット32の
カウント信号）は波形整形されてAF用CPU22に取り込ま
れる。

AF用CPU22からバイポーラII回路15に送られるサブラ
ンプ（以下、Ｓランプと略記する）信号はAF補助光回路
27をコントロールする信号で、被写体がローライト（低
輝度），ローコントラストのときＳランプ27aを点灯す
る。

AF用CPU22に接続されたAF表示回路24は合焦時に点灯
する合焦OK表示用LED（発光ダイオード）24aと、合焦不
能時に点灯する合焦不能表示用LED24bを有している。な
お、このAF用CPU22にはクロック用発振器35,リセット用
コンデンサ36が接続されている。

また、上記AF用CPU22とA/Dコンバータ21はバスライン
によりデータの授受を行ない、その伝送方向はバスライ
ンコントロール信号により制御される。そして、AF用CP
U22からA/Dコンバータ21にセンサ切換信号、システムク
ロック信号が送られるようになっている。そして、A/D
コンバータ21は例えば、CCDからなる合焦センサ20に対
しCCD駆動クロック信号、CCD制御信号を送り、合焦セン
サ20からCCD出力を読み出し、この読み出したアナログ
値のCCD出力をディジタル変換してAF用CPU22に送る。

次に、本発明の適用されたカメラの上記第５図に示し
たAFブロックを中心とするマイクロコンピュータのプロ
グラム動作のフローチャートを説明する。AFブロック
は、第４図に示したように、メインCPU14のAF用パワー
コントロール回路を動作状態にすることによってトラン
ジスタ23がオンして電源電圧V_DDが供給され、これによ
って、第６図に示すパワーオン・リセットのルーチンの
実行を開始する。

このパワーオン・リセットルーチンが開始されると、
まず、＜I/Oイニシャライズ＞のサブルーチンでAFブロ
ックの駆動回路のイニシャライズが行なわれる。具体的
には、AF表示回路24,AFモータ駆動回路26およびAF補助
光回路27等のオフ並びにメインCPU14とのシリアルコミ
ュニケーションラインのイニシャライズ等が行なわれ
る。

次に、＜モード・リード＞のサブルーチンで、メイン
CPU14からのモードラインの信号（モード信号）を読み
出し、いかなるレンズ駆動モードを実行するかを判断し
たのち、＜タイマ＞のルーチンで一定時間を経て、再度
＜モード・リード＞のルーチンを経てモードの切換時点
を読み取っている。そして、モードの切換えが完了する
までは最初の＜モード・リード＞に戻る。＜モード・リ
ード＞のサブルーチンを＜タイマ＞を挟んで２回通過す
るようにしているのは、モード切換時点での読み取りの
誤動作を防止するためである。

モードの切換えが確実に行なわれて切換前と切換後の
モードが同一になったとき、その切換後のモードを読み
取って各モードのサブルーチンへ移行する。即ち、レン
ズ駆動の各モードとしては、＜レンズリセット＞，＜PF
（パワーフォーカス）＞，＜AFSIN（AFシングル）＞，
＜AFSEQ（AFシーケンス）＞の各モードがあり、これら
のモードのうちの１つが選ばれると、この選択されたモ
ードのサブルーチンを実行したのち上記＜I/Oイニシャ
ライズ＞のルーチンへ戻る。＜レンズリセット＞，＜PF
＞，＜AFSIN＞，＜AFSEQ＞のいずれのモードも選択され
ず、＜その他＞のモードが選ばれたときなどは、これは
単なるノイズとみなされて、＜タイマ＞のルーチンで一
定時間の経過後に上記＜I/Oイニシャライズ＞へ戻る。

ここで、＜レンズリセット＞モードの動作は、レンズ
を強制的に∞の位置まで繰り込み、これによって、相対
的距離信号、即ち、合焦センサ20から出力される測距出
力信号を∞の位置からのパルス移動数に置き換えて絶対
距離信号に変換しようとするためのイニシャライズ動
作、即ち、絶対距離カウンタのクリア動作である。＜レ
ンズリセット＞が選択された場合、この絶対距離カウン
タのクリアのあと、例えば5ms経ってからI/Oイニシャラ
イズ動作に戻る。また、＜PF＞モードとは、レンズの距
離環を手動ではなく、レンズ駆動モータ31によって駆動
し、レンズのフォーカシング動作をマニュアルのピント
合せ又はフォーカスエイドを用いて実施しようとするも
のである。さらに詳しく言えば、後述するPFUP（アッ
プ）用操作スイッチSW₁,PFDN（ダウン）用操作スイッチ
SW₂のオン，オフによってレンズの繰り出し、繰り込み
が行なわれることになる。また、＜AFSIN＞のモードの
動作は、ワンショットAF動作であり、被写体に対してAF
動作後にフォーカスロックするものである。さらに、＜
AFSEQ＞モードは、連続AFであり、このモードでは、レ
リーズ釦の１段目を動作しつづける限りAF動作を連続的
に行なうことになる。

ところで、レンズ駆動の各モードに関する操作スイッ
チとしては、下記の表１に示すように、４つの操作スイ
ッチSW₁〜SW₄が用いられる。

上記表１に示す第1,第２の操作スイッチSW₁,SW₂はAF
モードとPFモードで共通に用いられるものであり、第３
の操作スイッチSW₃はオフのときAFモード，オンのときP
Fモードが選択される。AFモードで第1,第２の操作スイ
ッチSW₁,SW₂がともにオフのときレンズリセットモード
となり、ともにオンのときAFSEQモードとなり、第１の
操作スイッチSW₁がオフ，第２の操作スイッチSW₂がオン
のときAFSINモードとなる。PFモードで第1,第２の操作
スイッチSW₁,SW₂がともにオフ，又はともにオンのとき
はストップモードにあり、第１の操作スイッチSW₁がオ
ンのときはモータによって距離環を近距離側に回転させ
てレンズを繰り出すPFUP（アップ）モードとなり、第２
の操作スイッチSW₂がオンのときは距離環を遠距離側に
回転させてレンズを繰り込むPFDN（ダウン）モードとな
る。また第４の操作スイッチSW₄は、AFモードのうちの
いずれのモードおよびPFモードのうちのストップモード
ではオン，オフのいずれの状態にあっても変化はない
が、PFモードでオンのときHI（高速）モードとなり、レ
ンズ駆動モータ31が高速回転し距離環の粗動が行なわ
れ、オフのときLO（低速）モードとなり、モータ31（第
５図参照）が低速回転して距離環の微動が行なわれる。

次に、各レンズ駆動モードの動作について第７図〜第
10図のフローチャートを用いて説明する。

まず、＜AFSIN＞のモードが選択された場合は、第７
図に示す＜AFSIN＞のルーチンが実行され、メインCPU14
からのAFENA信号が“H"レベル（アクティブ）になって
いるか否かを検出する。レリーズ釦の第１段目の動作で
AFENA信号がアクティブになってAF動作が開始され、＜A
FSIN2＞のサブルーチンが呼び出される。但し、レリー
ズ釦の第２段目の動作が受け付けられるのは、AF動作が
終了して合焦状態が得られ露出シーケンスが開始される
ときである。＜AFSIN2＞では、後述するように、合焦セ
ンサ20のCCD積分，測距出力の演算およびレンズの駆動
等が行なわれる。そして、この＜AFSIN2＞のAF動作の結
果である合焦，非合焦の表示は、＜AFSIN2＞の動作の
後、AFステータスフラグを監視して行なわれる。AFステ
ータスフラグはローコンフラグ（被写体がローコントラ
ストのとき“1"にセットされるフラグ、以下、LCフラグ
と略記する）、移動フラグ（被写体が移動しているとき
“1"にセットされるフラグ、以下、Ｍフラグと略記す
る）および最至近フラグ（レンズを最至近距離以上に繰
り出そうとしたときに“1"にセットされるフラグ、以下
Ｎフラグと略記する）を有しており、これらのうち、い
ずれのフラグとも０のとき合焦が可能であり、上記各フ
ラグのうち何らかのフラグが立つと合焦不能であるの
で、AFステータスフラグの監視の結果、同AFステータス
フラグが０であれば合焦OKの表示が前記AF表示回路24の
LED24aによって行なわれ、AFステータスフラグが０でな
ければ合焦不能の表示が前記LED24bによって行なわれ
る。合焦であれば、EOFAF信号が発せられてAF動作が終
了し、メインCPU14にレリーズ釦の２段目の動作、即
ち、露出シーケンスの開始を待機する状態となる。つま
り、一度合焦が終了すると、AFENA信号がアクティブに
なっていても、その後のレンズ動作が禁止され合焦OK表
示のLED24aが点灯したままとなり、フォーカスロック状
態となる。メインCPU14からのAFENA信号が“L"レベル
（インアクティブ）になったときは第６図に示すパワー
オン・リセットのフローの初期動作にリターンする。

上記＜AFSIN＞のモードの動作中、＜AFSIN2＞のサブ
ルーチンのプログラム動作は第８図に示すようにして行
なわれる。まず、前回の測距演算値（前回の合焦センサ
20の出力パルス）と今回の測距演算値（今回の合焦セン
サ20の出力パルス）との比較のためにRETRY（リトラ
イ）フラグがクリアされ、AFループカウンタに一連のAF
動作における最大測距回数がセットされる。このあと、
ある明るさ以上では確実にCCD積分が行なわれるよう
に、ITIMEレジスタにCCD積分時間の最大値がセットされ
る。そして、AFステータスフラグがクリアされ、Ｓラン
プフラグもクリアされる。ここまでのフローの動作でAF
開始前のイニシャライズ動作が終了する。このあと、＜
レンズ・リード＞のルーチンが呼び出され、前記レンズ
データ回路18に入っているレンズ内の各データが読み出
されたのち、測距のための＜AF＞のルーチンが呼び出さ
れる。この＜AF＞のサブルーチン内では、CCD積分時に
Ｓランプ27aを点灯させる必要があるか否かが判断さ
れ、点灯する必要がある場合にはＳランプフラグがセッ
トされ、必要ない場合にはクリアされる。また、ローラ
イトフラグ（被写体がローライトのとき“1"にセットさ
れるフラグ，以下、LLフラグと略記する）、LCフラグが
セット或いはクリアされる。

＜AF＞のサブルーチンのプログラム動作は第９図に示
すようにして行なわれる。＜AF＞に飛ぶと、まず、Ｓラ
ンプフラグが立っているか否かを判別し、立っていると
きはＳランプを点灯させる。次に、AF用CPU22は合焦セ
ンサ20へ積分スタート信号を送る。積分スタート信号を
受けると合焦センサ20は光電変換を行ない、被写体のコ
ントラストに応じた電荷を蓄える。このときA/Dコンバ
ータ21（第５図参照）内部のAGC回路により電荷を監視
し、電荷がA/Dコンバータ21のダイナミックレンジに十
分な量になると積分を中止させる。この積分期間中、AF
用CPU22は内部タイマーを駆動し積分時間を計測する。
これは被写体輝度レベルを判別するために使われる。次
にＳランプが消灯され、ITIMEと積分時間を比較し、積
分時間がITIMEより長いときは、LLフラグ（ローライト
フラグ）がセットされる。

一方、A/Dコンバータ21においては合焦センサ20の電
荷を順次、A/D変換しデータをAF用CPU22へ転送する。そ
してAF用CPU22内でRAMに格納される。このセンサデータ
の入力が終了すると、レンズデータ回路18のレンズROM
に格納されているシフト量の最大値S_MAXを読み込む。位
相差量の計算範囲はこのS_MAXで規制される。演算は負側
から順番に行なうため、S_MAXの符号を反転しＳへ格納す
る。そしてシフト量Ｓの値を１つずつ増しながら評価関
数Ｆ（Ｓ）を計算する。この計算された値はF_LASTに毎
回格納される。Ｓの値がS_MAXに達しても位相差が検知で
きないときはLCフラグをセットし演算は終了する。Ｆ
（Ｓ）の値が負になると前回のＦ（Ｓ）の値であるF
_LASTと今回のＦ（Ｓ）で補間値を計算し、前回のシフト
量S_LASTに加算する。この計算された位相差はErとしてA
F用CPU22のRAMに格納される。次のこの演算に用いられ
たセンサのデータが適正であるか否かをデータのMAXとM
INの差で判別し、差が小さいときは被写体のコントラス
トが不十分なものとしてLCフラグをセットする。

再び第８図に戻って、今、＜AF＞の測距動作後、LLフ
ラグ,LCフラグのいずれもクリアされた状態にあるとき
は、＜パルス＞のルーチンを呼び出し、レンズ駆動量が
計算される。

この＜パルス＞のルーチンにおけるフローを示す第10
図において、先づレンズ距離環の∞位置からの駆動パル
ス数が格納されている絶対距離カウンタの内容を読み込
む。このカウンタ値から、フォーカス群の現在位置l_Pを
計算し、レンズデータ回路18のレンズROM内の駆動量変
換用の固有データα，β，γを読み出す。必要に応じ、
固有データα，β，γは補間され精度を上げる。

次いでAF演算出力値Erと上記固有データα，β，γか
ら駆動量ΔＬは ΔＬ＝α／（β＋Er）＋γ・Er−（α／β）として求められる。

ところで、単焦点のレンズでは、固有データα，β，
γは表２に示すようにフォーカス群の位置l_Pにのみよる
データ列であるが、ズームレンズの場合には、表３に示
すように、フォーカス群の位置l_Pと、ズーミング位置
（焦点距離位置）Z_Pとによる２次元のデータ列となる。

また、ズームレンズの場合には、最大倍率が単焦点レ
ンズよりも小さい場合が多く、その場合には、α，β，
γは、ズーミング位置Z_Pにのみよる１次元のデータ列と
して扱うこともできる。この場合のズーミング位置Z
_Pは、撮影レンズのズーム系の中に取り付けてあるズー
ムエンコーダからの信号による情報である。

このように１回のAFサイクルでレンズのフォーカス群
を目標位置に移動させる駆動量ΔＬが演算される。

このあと、第８図に示すように、上記AF演算出力値
（Er）と、レンズデータ回路18より読み出したAF精度ス
レッショルドEThとを比較し、上記AF演算出力値（Er）
がAF精度スレッショルドEThよりも大きければ、へ進
み、RETRYフラグの判別を行なう。１回目のAF動作で
は、RETRYフラグが０であるとこからRETRYフラグのセッ
トが行なわれたあと、上記駆動パルス数がセーブされ
る。そして、２回目以降のAF動作ではRETRYフラグがセ
ットされているので、今回の駆動パルス数と前回の駆動
パルス数とが比較される。このとき、前回パルス数に比
較して今回パルス数の方が移動量だけ少なめになってい
れば、レンズ駆動により合焦点に近づいたことになるの
で、次のレンズ駆動では、さらに、より一層近づくであ
ろうということになり、前回パルスに代って今回パルス
がセーブされ、＜MDRIVAF＞のルーチンを呼び出し、レ
ンズ駆動を行なう。

前回パルスと今回パルスとの比較を行なう目的は、AF
シーケンス全体の発散動作を防ぐことにある。両者を比
較する仕方としては、（今回パルス数）：（前回パルス
数×0.5），或いは（今回パルス数）：（前回パルス数
×1.5）等が考えられる。AFシーケンスの系が発散状態
にありそうなときは被写体移動中にAF動作を行なわせる
ことが考えられるので、この場合には、速やかにレンズ
駆動を中止し、AF動作の無駄を防ぐためにＭフラグをセ
ットしてへ進み＜SDISCNT＞、＜CALDIS＞のルーチン
を呼び出す。

上記＜MDRIVAF＞によってレンズ駆動が行なわれたの
ち、AFループカウンタのセットされたAF動作の測距回数
値から１を減じる。そして、この結果、AFループカウン
タの値が０になっていない場合は、ITIMEレジスタに積
分時間をセットし、そして、AFENA信号がアクティブ
（つまり、レリーズ釦の１段目の動作がオン）になって
いるとき、次回のAF動作のために、に戻る。こうし
て、−間のAF動作が繰り返し行なわれる毎にAFルー
プカウンタの値が１回ずつ減じられていくことにより、
次第に合焦点に近づくことになるが、AFループカウンタ
の値が０になってもAF演算出力値（Er）が上記AF精度ス
レッショルドEThよりも小さくならないときは合焦不能
であるとしてＭフラグがセットされることになる。

上記−間のAF動作の結果、Er＜EThになると、つ
まり上記AF演算出力値（Er）がピント誤差範囲内になる
と、AFステータスフラグをクリアして合焦状態に至った
ことを示し、＜SDISCNT＞，＜CALDIS＞のルーチンを呼
び出す。

ここで、上記＜AF＞の動作後、もし、LLフラグ或いは
LCフラグがセットされていれば、Ｓランプフラグの状態
がテストされる。このとき、Ｓランプフラグが事前に
“1"にセットされていれば、AFのための積分動作中にＳ
ランプ27aが点灯していたにもかかわらずローライト、
ローコントラストの状態になったことになるので、この
場合は、再度LCフラグをテストし、ローコントラストの
場合のみ＜レンズNF（合焦不能）＞のルーチンを呼び出
し、合焦不能の積極的表示を行なう。即ち、この＜レン
ズNF＞のルーチンでは、まず、レンズを一旦、最至近位
置まで繰り出したのち、∞位置まで繰り込ませ、このレ
ンズの大幅な移動によって積極的に合焦不能をユーザに
知らせる。なお、合焦不能を表わすレンズ動作としては
∞位置から最至近位置へ繰り出す動作であってもよい。
また、この＜レンズNF＞では、∞位置に当て付くことに
より、レンズ距離環の∞位置からの駆動パルス数（移動
アドレス信号数）をセーブするための絶対距離カウンタ
のイニシャライズが行なわれる。もし、ローコントラス
トでなければ、ローライトでありながらAFの演算が行な
われたことになるので、この場合は、に戻る。

また、Ｓランプフラグが事前にクリアされていたとき
には、以前にはＳランプ27aが消灯していたことになる
ので、LLフラグ、或いはLCフラグがセットされている場
合は、Ｓランプフラグをセットし、に進む。従って、
２回目以降のAF動作でＳランプ27aが点灯することにな
る。

いずれにしろ、＜AFSIN2＞の動作の終りには＜SDISCN
T＞のルーチンが呼び出されて実行されたのち、＜CALDI
S＞が呼び出される。＜SDISCNT＞では絶対距離カウンタ
に距離環の∞位置からの駆動パルス数がセットされる。
そして、＜CALDIS＞において、上記の絶対距離カウンタ
にセットされたパルス数と、レンズデータ回路18内の絶
対距離係数a,bとから、被写体までの絶対距離の演算が
行なわれ、この求められた絶対距離と絶対距離カウンタ
の内容がメインCPU14に送られる。＜CALDIS＞が実行さ
れたあとは、第７図に示す＜AFSIN＞のフロー中の＜AFS
IN2＞の動作後の位置にリターンする。

ところで、レンズの駆動量を計算するための駆動量Δ
Ｌ（l_P,Er）を求めるために必要なフォーカス群の位置l
_Pは、フォーカス群の移動に対応したフォーカスエンコ
ーダの設定によって直接的に決定するようにしてもよ
い。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、レンズの一部を移
動させてピント合わせをする場合にも、適切なフォーカ
ス群の移動量を算出できるため、AF動作を何度も繰り返
すことなくAF終了迄の時間を大幅に短縮できる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の自動焦点調節カメラの概念図、第２図と第３図は、本発明を説明するための、像面移動
量に対するフォーカス群の移動量を示す線図、第４図は、本発明が適用されたカメラのオートフォーカ
ス部を中心として示したパワーコントロール回路の概略
構成ブロック図、第５図は、上記第４図中のオートフォーカス回路部の信
号の授受を示す概略ブロック図、第６図〜第10図は、上記第５図に示したAF用CPUを中心
としてたプログラム動作を表したフローチャート、第11図は、従来の全体繰出しレンズを使用した自動焦点
調節カメラの光路図である。１……撮影レンズ２……検出手段３……演算手段４……駆動手段 14……メインCPU（演算手段） 20……合焦センサ（検出手段） 22……AF用CPU（演算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズを通して被写体像が結像された
像面の光軸上の位置と、フィルム面の光軸上の位置との
ずれ量に基づき、撮影レンズのフォーカス群の駆動量を
演算してフォーカス群を駆動する自動焦点調節カメラに
おいて、被写体位置に対する撮影光学系の焦点ずれ量を検出する
ずれ量検出手段と、焦点検出時の撮影レンズのフォーカス群位置とズーム位
置とを含むレンズ状態を検出するレンズ状態検出手段
と、予め複数組用意され、上記レンズ状態検出手段の出力に
応じて適宜選択される３種類の撮影レンズ固有データ
と、上記焦点ずれ量若しくは焦点ずれ量に基づく値の−
１次項、０次項、及び１次項を含む多項式によって上記
フォーカス群の駆動量を演算する駆動量演算手段と、を具備したことを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項２】上記焦点ずれ量に基づく値は、検出された
焦点ずれ量に上記レンズ固有データを加算した値である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動焦点
調節カメラ。
【請求項３】上記駆動量演算手段は、上記レンズ固有デ
ータをα、β、γとし、上記ずれ量をErとしたとき、上
記駆動量ΔＬを、関数式 ΔＬ＝α／（β＋Er）＋γ・Er−（α／β）で求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
自動焦点調節カメラ。
【請求項４】上記駆動量演算手段は、上記レンズ固有デ
ータをＡ、β、γとし、上記ずれ量をErとしたとき、上
記駆動量ΔＬを、関数式 ΔＬ＝Ａ・β／（β＋Er）＋γ・Er−Ａで求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
自動焦点調節カメラ。
【請求項５】上記駆動量演算手段は、上記レンズ固有デ
ータをα、γ、δとし、上記ずれ量に基づく値をＢとし
たとき、上記駆動量ΔＬを、関数式 ΔＬ＝α/B＋γ・Ｂ−δ で求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
自動焦点調節カメラ。
【請求項６】上記駆動量演算手段は、上記複数組あるレ
ンズ固有データのうち、少なくとも２組の固有データに
基づいて上記駆動量を演算することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の自動焦点調節カメラ。