JPH11211973A - 焦点調節装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦点調節光学系の可動部の駆動に伴う摩耗等
が焦点調節処理に影響する。 【解決手段】 結像光学系を通して入射する光束を焦点
検出センサＳＮＳに導く焦点検出位置とこの焦点検出位
置から待避する待避位置との間で移動する焦点検出用光
学素子ＳＭを有し、焦点検出センサの検出結果に基づい
て結像光学系の焦点調節処理を行う焦点調節装置におい
て、焦点検出用光学素子の焦点検出位置と待避位置との
間の移動回数に応じて焦点調節処理に対する補正を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラなどに用い
る焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一眼レフレックスカメラの自動焦点装置
の多くは、撮影画面内１から７つ程度の領域に対して、
「焦点検出（センサ信号入力、焦点検出演算）」、「レ
ンズ駆動」のサイクルを繰り返し行うことによって、被
写体にピントを合わせるものである。

【０００３】また最近では、撮影画面内の広い範囲に多
数の焦点検出領域を備え、焦点調節を構図の決定と共に
行えたり、構図上被写体を収めたい位置にある焦点検出
領域を撮影者が選択して構図を決めたまま動く被写体を
追いつつ焦点調節を行えたりする装置が提案されてい
る。

【０００４】この種の焦点調節装置において、複数の焦
点検出領域を備えた場合、当然その各々の領域に対応し
た複数の光電変換素子列、いわゆるセンサが必要とな
る。通常これらのセンサ列は同一の半導体素子として形
成されているが、焦点検出領域の数に応じてセンサ列の
数も増加し、焦点検出センサ上の広い範囲に焦点検出光
学系の結ぶ画像が投影される必要がある。

【０００５】特開平５−１５０１５５号公報には、上記
の広範囲に多数の焦点検出領域を備えた焦点検出装置に
おいて、焦点検出光学系を通して多数の焦点検出点を備
える焦点検出用のエリアセンサ上に画像を結ぼうとする
時に、周辺部での歪みや光量不足を補正する処理につい
て提案されている。

【０００６】上記のような焦点検出センサに投影する画
像の倍率は、従来のセンサに対する倍率よりも小さなも
のになっている。これは、広範囲の画像をセンサ上に投
影するため、画像を縮小しないとセンサが大型になり、
ひいては焦点調節装置自体が大きくなってしまうためで
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦点検
出センサに投影する画像の縮小率が高くなると、焦点検
出光学系の機構上の誤差が焦点検出センサ上で拡大され
ることになるため、従来問題とされなかったクイックリ
ターンミラーやサブミラーの停止機構における駆動回数
の増加に伴う摩耗の影響が無視できなくなる。

【０００８】これらの誤差を小さくするには、停止機構
を構成する部材の耐摩耗性を向上するなどが考えられる
が、同機構に求められる他の性能（高速駆動・軽量化な
ど）を低下させたり、コストが上昇したりするなどの問
題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本願第１の発明では、結像光学系を通して入射す
る光束を焦点検出センサに導く焦点検出位置とこの焦点
検出位置から待避する待避位置との間で移動する焦点検
出用光学素子を有し、焦点検出センサの検出結果に基づ
いて結像光学系の焦点調節処理を行う焦点調節装置にお
いて、焦点検出用光学素子の焦点検出位置と待避位置と
の間の移動回数に応じて焦点調節処理に対する補正を行
わせるようにしている。

【００１０】また、本願第２の発明では、焦点調節可能
状態と撮影可能状態とに切り換わる焦点調節光学系を有
し、焦点調節処理終了後、撮影に先だって焦点調節光学
系を焦点調節可能状態から撮影可能状態に切り換え、撮
影後に焦点調節可能状態に復帰させるカメラにおいて、
焦点調節光学系の焦点調節可能状態と撮影可能状態との
間の切り換え回数に応じて焦点調節処理に対する補正を
行わせるようにしている。

【００１１】これらにより、焦点検出用光学素子又は焦
点調節光学系のうちの可動部が停止部材に当接（衝突）
することにより焦点検出位置又は焦点調節光学系を焦点
調節可能状態とする位置に位置決めされるような場合
に、両者の当接摩耗による焦点調節処理への影響を低減
することが可能となる。

【００１２】なお、上記各発明においては、焦点調節処
理の補正データを記憶手段に記憶させるようにしてもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である自動焦点調節装置を備えた一眼
レフレックスカメラの焦点調節光学系を示している。

【００１４】この図において、ＳＭはサブミラー（請求
の範囲にいう焦点検出用光学素子）であり、従来のフィ
ールドレンズの役割に代わる働きをするため、楕円曲面
形状を有する。ＤＰは絞りであり、中心部には開口部が
設けられている。楕円サブミラーＳＭは開口部ＤＰを通
過した光を不図示の対物レンズの射出瞳付近に結像させ
る作用を有している。

【００１５】ＡＦＬは２対計４つのレンズＡＦＬ−１
ａ，ＡＦＬ−１ｂ，ＡＦＬ−２ａ，ＡＦＬ−２ｂからな
る二次結像レンズであり、絞りＤＰの開口に対応して、
絞りＤＰの後方に配置されている。

【００１６】ＳＮＳは２対計４つのセンサ面ＳＮＳ−１
ａ，ＳＮＳ−１ｂ，ＳＮＳ−２ａ，ＳＮＳ−２ｂからな
るエリアセンサであり、ＣＣＤ等から構成される。この
エリアセンサＳＮＳは、各二次結像レンズＡＦＬに対応
して、その像を受光するように配置されている。

【００１７】この図１に示す焦点調節光学系では、撮影
レンズの焦点がフィルム面より前方にある場合、各セン
サ列対上に形成される被写体像は互いに近づいた状態に
なり、焦点が後方にある場合には、被写体像は互いに離
れた状態になる。この被写体像の相対位置変位量は撮影
レンズの焦点外れ量と特定の関数関係にあるため、各セ
ンサ列対でそのセンサ出力に対してそれぞれ適当な演算
を施せば、撮影レンズの焦点外れ量、いわゆるデフォー
カス量を検出する事ができる。

【００１８】以上説明した構成を採ることにより、不図
示の対物レンズにより撮影または観察される範囲の中心
付近では、光量分布が上下または左右の一方向にのみ変
化するような物体に対しても焦点検出することが可能と
なり、中心周辺の開口部にある物体に対して焦点検出す
ることができる。

【００１９】図２には、図１の焦点調節光学系を持つ一
眼レフレックスカメラの光学系配置を示している。

【００２０】この図中、ＬＮＳは撮影レンズユニット、
ＱＲＭはクイックリターンミラー、ＦＳＣＲＮは焦点
板、ＰＰはペンタプリズム、ＥＰＬは接眼レンズ、ＦＰ
ＬＮはフィルム面、ＲＭ１，ＲＭ２は反射ミラーであ
る。また、前述したように、ＳＭはサブミラー、ＤＰは
絞り、ＡＦＬは二次結像レンズ、ＳＮＳはエリアセンサ
である。なお、これらにより請求の範囲にいう焦点調節
光学系が構成されている。さらに、ＳＴＰはサブミラー
ＳＭとクイックリターンミラーＱＲＭの停止位置を決定
している拘束部材（請求の範囲にいう停止部材）であ
る。

【００２１】クイックリターンミラーＱＲＭが焦点調節
時には拘束部材ＳＴＰにより位置決めされることによ
り、クイックリターンミラーＱＲＭに一体的に取り付け
られたサブミラーＳＭも位置決めされ、焦点検出に際し
ての光学系可動部の位置決めを行える。

【００２２】なお、赤外カットフィルタ、センサ上のカ
バーガラス及び受光面など、光学的な性能を満足させる
詳細な部品構成についての説明は、ここでは省略する。

【００２３】図３には、上記自動焦点調節装置を備えた
カメラの具体的な構成の一例を示しめている。

【００２４】図３において、ＰＲＳはカメラの制御回路
で、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、
ＥＥＰＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換器を内蔵する１チップのマイ
クロコンピュータからなる。この制御回路ＰＲＳは、Ｒ
ＯＭに格納されたカメラのシーケンス・プログラムに従
って、自動露出制御動作、自動焦点調節動作、フィルム
の巻上げ・巻戻し動作等のカメラの一連の動作を司って
いる。このため、制御回路ＰＲＳは、通信用信号ＳＯ，
ＳＩ，ＳＣＬＫ、通信選択信号ＣＬＣＭ，ＣＳＤＲ，Ｃ
ＤＤＲを用いて、カメラ本体内の周辺回路およびレンズ
内制御装置と通信を行って各々の回路やレンズの動作を
制御する。

【００２５】なお、ＳＯは制御回路ＰＲＳから出力され
るデータ信号、ＳＩは制御回路ＰＲＳに入力されるデー
タ信号、ＳＣＬＫは信号ＳＯ，ＳＩの同期クロックであ
る。ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路であり、カメラが
動作中のときにはレンズ用電源端子ＶＬに電力を供給す
るとともに、制御回路ＰＲＳからの選択信号ＣＬＣＭが
高電位レベル（以下、“Ｈ”と略記する）のときには、
カメラとレンズ間の通信バッファとなる。

【００２６】制御回路ＰＲＳが通信選択信号ＣＬＣＭを
“Ｈ”にして同期クロックＳＣＬＫに同期して所定のデ
ータを信号ＳＯとして送出すると、レンズ通信回路ＬＣ
Ｍはカメラ・レンズ間通信接点を介して、信号ＳＣＬ
Ｋ，ＳＯの各々のバッファ信号ＬＣＫ，ＤＣＬをレンズ
へ出力する。それと同時にレンズからの信号ＤＬＣのバ
ッファ信号をＳＩに出力し、制御回路ＰＲＳはＳＣＬＫ
に同期してＳＩからレンズのデータを入力する。

【００２７】ＤＤＲは各種スイッチＳＷＳの検知および
表示用回路であり、信号ＣＤＤＲが“Ｈ”のとき選択さ
れて、信号ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬＫを用いて制御回路ＰＲ
Ｓにより制御される。即ち、制御回路ＰＲＳから送られ
てくるデータに基づいてカメラの表示回路ＤＳＰの表示
を切り替えたり、カメラの各種操作部材のオン・オフ状
態を通信によって制御回路ＰＲＳに報知したりする。

【００２８】ＳＷ１，ＳＷ２は図５のレリーズボタンＲ
ＬＳＳＷに連動したスイッチである。スイッチＳＷ１は
レリーズボタンＲＬＳＳＷの第１段階の押下によりオン
し、スイッチＳＷ２はレリーズボタンＲＬＳＳＷの第２
段階の押下でオンする。制御回路ＰＲＳはスイッチＳＷ
１のオンで測光、自動焦点調節を行い、スイッチＳＷ２
のオンをトリガとして露出制御とその後のフィルムの巻
上げを行う。

【００２９】なお、スイッチＳＷ２はマイクロコンピュ
ータである制御回路ＰＲＳの「割り込み入力端子」に接
続されている。このため、スイッチＳＷ１のオン時のプ
ログラム実行中でもスイッチＳＷ２のオンによって割り
込みがかかり、制御回路ＰＲＳは直ちに所定の割り込み
プログラムへ制御を移行させる。

【００３０】ＭＴＲ１はフィルム給送用、ＭＴＲ２はミ
ラーアップ・ダウンおよびシャッタばねチャージ用のモ
ータであり、各々の駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２により
正転、逆転の制御が行われる。制御回路ＰＲＳから各駆
動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２に入力されている信号Ｍ１
Ｆ，Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｆ，Ｍ２Ｒはモータ制御用の信号であ
る。 モータＭＴＲ２の動作により、クイックリターン
ミラーＱＲＭおよびサブミラーＳＭがアップして撮影位
置（請求の範囲にいう待避位置）に移動したりダウンし
て焦点検出位置に移動したりする。

【００３１】なお、両ミラーＱＲＭ，ＳＭの位置を検出
するためのミラー位相検知スイッチＭＰＳ１，ＭＰＳ２
の信号が制御回路ＰＲＳに入力されており、制御回路Ｐ
ＲＳはこれら信号に基づいてミラーの駆動（すなわち、
モータＭＴＲ２の動作）を制御する。

【００３２】ＭＧ１，ＭＧ２は各々シャッタ先幕・後幕
走行開始用マグネットで、制御回路ＰＲＳから信号ＳＭ
Ｇ１，ＳＭＧ２が増幅トランジスタＴＲ１，ＴＲ２に入
力されたときに通電され、シャッタ制御を行う。

【００３３】レンズ内制御回路ＬＰＲＳに信号ＬＣＫに
同期して入力される信号ＤＣＬは、カメラからレンズユ
ニットＬＮＳに対する命令のデータである。命令に対す
るレンズの動作は予め決められている。レンズ内制御回
路ＬＰＲＳは所定の手続きに従って入力された命令を解
析し、焦点調節や絞り制御の動作や、出力ＤＬＣからレ
ンズの各部動作状況（焦点調節光学系の駆動状況や、絞
りの駆動状態等）や各種パラメータ（開放Ｆナンバ、焦
点距離、デフォーカス量対焦点調節光学系の移動量の係
数等）の出力を行う。

【００３４】本実施形態では、ズームレンズの例を示し
ており、カメラから焦点調節の命令が送られた場合に
は、同時に送られてくる駆動量・方向に従って焦点調節
用モータＬＴＭＲを信号ＬＭＦ，ＬＭＲによって駆動し
て、光学系を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。

【００３５】光学系の移動量は、光学系に連動して回動
するパルス板のパターンをフォトカプラにて検出し、移
動量に応じた数のパルスを出力するエンコーダ回路ＥＮ
ＣＦのパルス信号ＳＥＮＣＦでモニタする。そして、レ
ンズ内制御回路ＬＰＲＳ内のカウンタでパルス信号ＳＥ
ＮＣＦを計数し、所定の移動が完了した時点でレンズ内
制御回路ＬＰＲＳ自身が信号ＬＭＦ，ＬＭＲを低電位レ
ベル（以下、“Ｌ”と略記する）にしてモータＬＭＴＲ
を制御する。

【００３６】このため、一旦カメラから焦点調節の命令
が送られた後は、カメラの制御回路ＰＲＳはレンズの駆
動が終了するまで、レンズ駆動に関して全く関与する必
要がない。また、カメラから要求があった場合には、上
記カウンタの内容をカメラに送出することも可能な構成
になっている。

【００３７】カメラから絞り制御の命令が送られた場合
には、同時に送られてくる絞り段数に従って絞り駆動用
としてステッピングモータＤＭＴＲを駆動する。なお、
ステッピングモータＤＭＴＲはオープン制御が可能なた
め、動作をモニタするためのエンコーダを必要としな
い。

【００３８】ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコ
ーダ回路であり、レンズ内制御回路ＬＰＲＳはエンコー
ダ回路ＥＮＣＺからの信号ＳＥＮＣＺを入力してズーム
位置を検出する。レンズ内制御回路ＬＰＲＳ内には各ズ
ーム位置におけるレンズ・パラメータが格納されてお
り、カメラ側の制御回路ＰＲＳから要求があった場合に
は、現在のズーム位置に対応したパラメータをカメラに
送出する。

【００３９】ＳＰＣは撮影レンズを介して被写体からの
光を受光する露出制御用のセンサであり、その出力ＳＳ
ＰＣは制御回路ＰＲＳのアナログ入力端子に入力され、
Ａ／Ｄ変換後所定のプログラムに従って自動露出制御に
用いられる。

【００４０】ＳＤＲは、焦点検出用エリアセンサＳＮＳ
の駆動回路であり、信号ＣＳＤＲが“Ｈ”のとき選択さ
れて、信号ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬＫを用いて制御回路ＰＲ
Ｓにより制御される。

【００４１】制御回路ＰＲＳは、各エリアセンサ対上に
形成された被写体像の像情報を受け取って、その後所定
の焦点検出演算を行い、撮影レンズのデフォーカス量を
得る。 次に、上記構成によるカメラの自動焦点調節動
作について、図４〜のフローチャートにしたがって説明
する。

【００４２】まず、図４には、カメラ全体のシーケンス
を示している。図３に示した回路に給電が開始される
と、制御回路ＰＲＳは図４のステップ（０００）から実
行を開始していく。

【００４３】ステップ（００１）において、スイッチＳ
Ｗ１の状態検知を行い、オフならばステップ（００２）
へ移行し、初期化が必要なフラグと変数を初期化する。
そして、スイッチＳＷ１が再びオンされるのをステップ
（００１）にて検知する。

【００４４】ステップ（００１）でスイッチＳＷ１がオ
ンであれば、ステップ（００３）へ移行し、カメラの動
作を開始する。ステップ（００３）では、測光や各種ス
イッチ類の状態検知、表示等の「ＡＥ制御」サブルーチ
ンを実行する。「ＡＥ制御」サブルーチンが終了する
と、ステップ（００４）へ移行する。

【００４５】ステップ（００４）では、「ＡＦ制御」サ
ブルーチンを実行する。ここではセンサの蓄積、焦点検
出演算、レンズ駆動の自動焦点調節動作を行う。

【００４６】「ＡＦ制御」サブルーチンが終了すると、
ステップ（００５）でスイッチＳＷ２の状態検知を行
う。ここでスイッチＳＷ２がオフであれば、再びステッ
プ（００１）へ戻り、スイッチＳＷ１がオフするまでス
テップ（００３）、（００４）、（００５）を繰り返し
実行していく。スイッチＳＷ２がオンであれば、ステッ
プ（００６）で「レリーズ制御」サブルーチンを実行す
る。

【００４７】図１１には、上記「レリーズ処理」サブル
ーチンを示している。スイッチＳＷ２の押下により本サ
ブルーチンがコールされると、ステップ（５１０）から
処理を行う。

【００４８】ステップ（５１１）では、カメラのモード
やオートフォーカスの結果、ストロボなどのアクセサリ
の状態から、シャッターを走行させて撮影を実行しても
よい条件か否かを判断する。実行不可能（ＮＯ）である
場合には、ステップ（５１６）の処理を行いリターンす
る。実行可能（ＹＥＳ）である場合には、ステップ（５
１２）でミラーアップ処理を行う。これにより、クイッ
クリターンＱＲＭおよびサブミラーＳＭ（又はこれらを
含む焦点調節光学系）は、焦点検出位置（又は焦点調節
可能状態）から撮影位置（又は撮影可能状態）へと変位
を開始する。

【００４９】ミラーアップ処理が完了すると、ステップ
（５１３）で先幕後幕走行処理を行い、シャッタを走ら
せる。

【００５０】続いてステップ（５１４）では、ミラーダ
ウン処理を行い、クイックリターンＱＲＭおよびサブミ
ラーＳＭは撮影位置から焦点検出位置に戻る。これによ
り、焦点調節光学系の駆動１回とするので、ステップ
（５１５）で駆動回数ＭＮＭを１つ増加させ、ステップ
（５１６）で「レリーズ処理サブルーチン」からリター
ンする。

【００５１】ここで、レリーズ処理制御における焦点調
節光学系およびシャッタの実際の動作について図１２、
図１３および図１４を用いて説明する。

【００５２】図１２に示すレリーズボタンＲＬＳＳＷが
押動操作されて、スイッチＳＷ２がオンしたことを制御
回路ＰＲＳ（ＣＰＵ）が判別すると、制御回路ＰＲＳは
モータＭＴＲ２を逆転させる。これにより、ミラー駆動
ギヤ１２６およびシャッタチャージギヤ１４２が回転
し、図１３に示すように可動ミラー（クイックリターン
ＱＲＭおよびサブミラーＳＭ）１３４がアップする。そ
して、制御回路ＰＲＳは、シャッタチャージレバー１４
６がチャージ解除動作したときにモータＭＴＲ２を停止
させる。

【００５３】この状態にて、シャッタ動作が行われ、シ
ャッタ後羽根群の走行完了に伴ないモータＭＴＲ２は更
に逆転される。これにより、再びミラー駆動ギヤ１２６
およびシャッタチャージギヤ１４２が回転して、図１４
に示すように可動ミラー１３４がダウンする。そして、
制御回路ＰＲＳは、シャッタチャージレバー１４６がチ
ャージ動作したときにモータＭＴＲ２を停止させる。

【００５４】以上の動作をもって、ミラー駆動の１回と
見做し、制御回路ＰＲＳは、図１１のステップ（５１
５）で、ＥＥＰＲＯＭに格納されているミラー駆動回数
ＭＮＭの値を１増加させる。

【００５５】なお、シャッタ後羽根群の走行完了後、制
御回路ＰＲＳはモータＭＴＲ１を逆転させ、フィルム巻
上げ動作を行う。そして、フィルム巻戻し動作が完了し
た状態で次の駒の撮影のための待機状態となり、ステッ
プ（００１）に戻って処理を継続し、以後レリーズボタ
ンＲＬＳＳＷが押動操作される（スイッチＳＷ２がオン
になる）ごとに上述の動作が繰り返されて撮影が行われ
る。

【００５６】図５には、ステップ（００４）において実
行される「ＡＦ制御」サブルーチンのフローチャートを
示している。「ＡＦ制御」サブルーチンがコールされる
と、ステップ（０１０）を経て、ステップ（０１１）以
降のＡＦ制御が実行される。 まず、ステップ（０１
１）にて「焦点検出」サブルーチンを実行する。ここで
は焦点検出動作のための各センサへの像信号の蓄積、読
み出しおよび焦点検出演算を行う。なお、「焦点検出」
サブルーチンについては後述する。

【００５７】次のステップ（０１２）では、複数の焦点
検出領域のうち現在選択されている領域の中からどの領
域を選んでその領域のデフォーカス量を用いるかを選択
する「領域選択」サブルーチンを実行する。本実施形態
では、通常は全ての領域が選択される自動選択モードに
なっているが、図３の各種スイッチＳＷＳ内の選択領域
設定スイッチを押すことにより、選択領域の指定が可能
となっている。また、不図示の視線入力装置により、撮
影者の視線を検知し、選択領域の指定を行うことも可能
である。

【００５８】ステップ（０１３）では、「レンズ駆動」
サブルーチンを実行する。ここでは、ステップ（０１
１）で検出されたデフォーカス量の中で、ステップ（０
１２）で選択された領域のデフォーカス量に基づいてレ
ンズ駆動を行う。なお、「レンズ駆動」サブルーチンに
ついては後述する。

【００５９】レンズ駆動完了後はステップ（０１４）よ
り「ＡＦ制御」サブルーチンをリターンする。

【００６０】図６には、ステップ（０１１）において実
行される「焦点検出」サブルーチンのフローチャートを
示している。このサブルーチンがコールされると、ステ
ップ（１１０）を経て、ステップ（１１１）以降の焦点
検出動作を実行していく。

【００６１】まず、ステップ（１１１）にて、電源がオ
ンして１回目のＡＦ制御であるか否かを判別し、１回目
である場合にはステップ（１１２）へ移行し、選択セン
サを初期化する。

【００６２】次いでステップ（１１３）で「蓄積開始」
サブルーチンを実行する。このサブルーチンはセンサの
蓄積動作を開始させるルーチンである。具体的には、セ
ンサ駆動回路ＳＤＲへ蓄積開始命令を送出して、エリア
センサＳＮＳの蓄積動作を開始させ、これとともに上記
センサ駆動回路ＳＤＲからのセンサ蓄積終了信号／ＴＩ
ＮＴＥによって制御回路ＰＲＳが「蓄積完了」を認識で
きるよう入出力を設定する。

【００６３】蓄積終了信号が”Ｈ”になると、制御回路
ＰＲＳはセンサ駆動回路ＳＤＲと通信を行い、蓄積完了
画素情報を得る。蓄積完了画素情報の通信を行うこと
で、／ＴＩＮＴＥは”Ｌ”になる。エリアセンサでは一
部の画素において蓄積完了となっても、依然蓄積を継続
中の画素があるため、蓄積完了画素情報によりどの画素
が蓄積を完了し、どの画素がまだ蓄積中かを把握し、蓄
積完了した画素から像信号を読み込む。

【００６４】そして、全画素の読み込みを完了するま
で、「蓄積完了認識」←／→「像信号読み込み」を繰り
返す。

【００６５】以上のような動作によりエリアセンサＳＮ
Ｓが全て蓄積完了になり全ての画素についての像信号を
読み出すまで処理が行われる。

【００６６】ステップ（１５１）にてセンサＳＮＳの像
信号を入力後、ステップ（１５２）にて割り込みルーチ
ンをリターンする。像信号の入力は、制御回路ＰＲＳの
アナログ入力端子に入力される出力ＶＩＤＥＯをシリア
ルＡ／Ｄ変換し、このデジタルデータに後述する演算を
行って最適な蓄積制御が行われた状態の像信号データに
変換した後、所定ＲＡＭ領域へ順次格納していくことで
行われる。

【００６７】図６のステップ（１２６）では、全てのセ
ンサに対して対応した焦点検出演算が終了したか否かを
判定し、終了していない場合はステップ（１１４）へ、
全て終了している場合はステップ（１２７）へ移行す
る。

【００６８】ここまでをまとめると、ステップ（１１
３）で蓄積動作を開始させた後は、各センサの像信号が
読み込まれるのを待ちながらステップ（１１４）〜（１
２６）を繰り返し実行して、像信号の読み込まれたセン
サから順次焦点検出演算を行う。

【００６９】全てのセンサの焦点検出演算が終了する
と、ステップ（１２７）にて、「焦点検出」サブルーチ
ンをリターンする。

【００７０】ここで、前述した「像信号入力」サブルー
チンのステップ（１５１）で、像信号変換演算を実行す
る。ここで行う像信号変換の目的は、蓄積制御用入力で
ある信号ＢＴＩＭＥでの比較レベル（以下、ＡＧＣＬＶ
Ｌとい記す）が全エリア共通で設定されることによるラ
イン間の出力ばらつきを補正するものである。ばらつき
の原因は、センサ自身の感度差であったり、比較レベル
ＡＧＣＬＶＬを各エリアセンサの制御回路に入力する際
のばらつきなどである。本実施形態では、均一輝度面に
対する出力が最も高いセンサに対して比較レベルＡＧＣ
ＬＶＬを調整、設定するものとする。

【００７１】ここで、図８（ａ）に示すように、ばらつ
きのある出力が均一輝度面に対するものとして得られた
とする。各出力の曲がりは、センサまでの各光学系によ
るムラで、いわゆるシェーディングムラと呼ばれるもの
である。これらの補正を行う場合、補正の像信号変換
は、下式で得られる補正係数ＳＨｎ（Ｉ）をライン毎の
画素毎に求めておき、読み出した各出力（Ａ／Ｄ変換
値）Ｉｍｎ（Ｉ）とＳＨｎ（Ｉ）との演算結果ＩＭｎ
（Ｉ）をＲＡＭ上の所定場所に格納することで行われ
る。

【００７２】 ＳＨｎ（Ｉ）＝｛ＭＡＸ−Ｉｍｎ（Ｉ）｝／Ｉｍｎ ……（３） ＩＭｎ（Ｉ）＝Ｉｍｎ（Ｉ）＋Ｉｍｎ（Ｉ）×ＳＨｎ（Ｉ） ……（２） なお、上記の式（３）にて求められる補正係数は制御回
路ＰＲＳ内のＲＡＭ（請求の範囲にいう記憶手段）に予
め格納されている。また、この補正係数は、上記式
（３）から明らかなように、デフォ−カス量検出手段の
光学系による焦点検出センサの出力ムラのための補正係
数を兼ねている。

【００７３】この例は、上記シェーディングムラの補正
と各ライン間の出力ムラを一挙に解消するものである。
つまり、上記式（３）にて求める補正係数をライン毎の
最大値ＭＡＸｎに対するものではなく、全ライン内の最
大値ＭＡＸに対するものとすることで、上記２つのムラ
を一度に補正することが可能となる。この様子を図９
（ａ），（ｂ）に示す。なお、これらシェーディングム
ラの補正と各ライン間の出力ムラの補正を行なわない
と、以降で行うプレディクション演算が精度よく処理さ
れない。

【００７４】図６のステップ（１１５）では、センサＳ
ＮＳの像信号入力処理が既に完了しているか否かを判定
し、完了していればステップ（１１６）に移行してセン
サＳＮＳの像信号に基づく焦点検出演算を実行する。

【００７５】センサＳＮＳの像信号入力処理が完了した
後、上記の像信号に対する補正演算（暗電流補正）を
し、デフォーカス量検出のための演算として、下式Ｂを
用いてセンサ上のずれ量（プレディクション値）を求め
るための相関演算を行う。このとき、請求の範囲にいう
焦点調節処理に対する補正（以下、ミラー駆動回数補正
という）を行い、焦点調節光学系の特性に応じた精度の
高い焦点検出を可能にする。

【００７６】 Ｐｒ’＝Ｐｒ＋μ・ＭＮＭ・Ｄ（ｘ，ｙ） ……………………（式Ｂ） ここで、Ｐｒ’はミラー駆動回数補正を加えられたプレ
ディクション値である。μは補正係数である。また、Ｍ
ＮＭはミラー駆動回数である。ｘ，ｙは焦点検出を行う
焦点検出領域を代表する座標である。Ｄ（ｘ，ｙ）は
ｘ，ｙをパラメータとして持つ駆動回数補正値を導く関
数である。Ｄは視野領域座標ｘ，ｙに対応した表で定数
をＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭの中に持っている。これを
関数で表す場合は、式を定義して計算し、表から得られ
る定数に代えて用いればよい。

【００７７】また、μ・ＭＮＭ・Ｄ（ｘ，ｙ）の項は、
プレディクション値Ｐｒに対するその他の補正を先に実
施する必要がある場合に、加えることはできない。した
がって、ＲＡＭに用意した補正値記憶領域ＴＤＰＲに、 ＴＤＰＲ＝μ・ＭＮＭ・Ｄ（ｘ，ｙ）………………………（式Ｄ） というように補正量を記憶させ、補正後のプレディクシ
ョン値Ｐｒ’’に、 Ｐｒ’＝Ｐｒ’’＋ＴＤＰＲ ………………………（式Ｅ） というように補正をかけるようにしている。

【００７８】以上のようにして求まった補正プレディク
ション値Ｐｒ’を二次結像レンズＡＦＬの特性パラメー
タＫ値，Ｇ値を使い、撮影レンズのデフォーカス量に変
換する。

【００７９】補正プレディクション値をＰｒ’とする
と、デフォーカス量Ｄｆは、 Ｄｆ＝ＫＰｒ’／（１−ＫＰｒ’／Ｇ） ………………………（式Ｃ） となる。

【００８０】図１０には、「レンズ駆動」サブルーチン
のフローチャートを示す。このサブルーチンが実行され
ると、ステップ（３１１）において、制御回路ＰＲＳは
レンズユニットＬＮＳと通信して２つのデータＳとＰＴ
Ｈを入手する。

【００８１】ステップ（３１２）では、次に述べるミラ
ー駆動回数補正処理を行う。ここで、上記で求めた焦点
調節すべきデフォーカス量ＤｆおよびデータＳ，ＰＴＨ
により焦点調節光学系の移動量をエンコーダの出力パル
ス数に換算した値、いわゆるレンズ駆動量ＦＰは次式Ａ
で与えられることになる。

【００８２】 ＦＰ＝Ｄｆ・Ｓ／ＰＴＨ …………………………………（式Ａ） 次のステップ（３１４）では、ステップ（３１３）で求
めたレンズ駆動量ＦＰをレンズユニットＬＮＳに送出し
て焦点調節光学系の駆動を命令する。

【００８３】次のステップ（３１５）で、レンズユニッ
トＬＮＳと通信して、ステップ（３１４）で命令したレ
ンズ駆動量ＦＰの駆動が終了したか否かを検知し、駆動
が終了するとステップ（３１６）へ移行して「レンズ駆
動」サブルーチンをリターンする。

【００８４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、広い被写体領域に対応したエリアセンサＳＮＳに対
して、焦点調節光学系の一部を構成するサブミラーＳＭ
の駆動回数に応じた補正をかけるにあたり、センサ出力
より得られたデフォーカス量に対して駆動回数に応じた
所定の演算を行なうことで、ミラー駆動による光学系機
構の微小変位を調整したのと同等の効果が得られる。つ
まり、サブミラーＳＭの駆動回数に依存する光学系機構
の微小変位が焦点調節に及ぼす影響を低減させることが
可能となる。

【００８５】なお、本実施形態では、センサの焦点検出
演算においてプレディクション値Ｐｒにミラー駆動補正
処理を行っている。プレディクション値は焦点検出ライ
ンに対して求められるので、同一焦点検出領域の中に複
数の焦点検出ラインが含まれるような構成の焦点調節装
置では、焦点検出ライン毎に補正をかけることが可能で
ある。

【００８６】（第２実施形態）図１５には、本発明の第
２実施形態である自動焦点調節装置において実行される
「ＡＦ制御」サブルーチンのフローチャートを示してい
る。なお、装置の概略構成，カメラ内配置および回路は
第１実施形態と全く同じである。また、カメラ全体のシ
ーケンスも同様である。

【００８７】「ＡＦ制御」サブルーチンがコールされる
と、ステップ（４１０）を経て、ステップ（４１１）以
降のＡＦ制御を実行していく。

【００８８】まず、ステップ（４１１）にて、任意選択
モードにより特定の焦点検出領域が選択されているのか
否か（自動選択モードにより全焦点検出領域が選択され
ているのか）を判定する。

【００８９】任意選択モードでないならば、以下ステッ
プ（４１２）〜（４１５）までを第１実施形態と同様に
実行していく。上記ステップ（４１１）にて任意選択モ
ードであると判定した場合は、ステップ（４１６）へと
移行する。なお、任意選択モードでは、第１実施形態に
て述べたように、図３の各種スイッチＳＷＳ内の選択領
域設定スイッチにより焦点検出領域の選択を行うか撮影
者の視線により選択を行う。

【００９０】ステップ（４１６）では、前述した信号Ｂ
ＴＩＭＥでの比較レベルＡＧＣＬＶＬを指定された領域
のセンサＳＮＳに最適となるように変換する。つまり、
通常自動選択を想定して均一輝度面に対する出力が最も
高いセンサ列に対して調整、設定されている比較レベル
ＡＧＣＬＶＬを任意選択領域に合わせたレベルに変換す
る。

【００９１】図８（ａ）を用いて具体的に説明する。こ
の場合、エリア（ＬＩＮＥ）３が最も高い出力を示して
いるので、エリア３の領域が選択されているならば、変
換の必要はない。仮に、エリア１の領域が選択されてい
るとすると、この場合は通常の制御レベルよりは余計に
蓄積させ、「ＭＡＸ１＝ＭＡＸ３」となるようにすれば
よい。従って、比較レベルＡＧＣＬＶＬに対して以下の
ような変換を行って比較レベルＡＧＣＬＶＬを上げれば
よい。

【００９２】 ＡＧＣＬＶＬ＝ＡＧＣＬＶＬ×（ＭＡＸ３／ＭＡＸ１）…………（４） 上記式（４）は他のエリア、すなわちエリア２〜４に対
しても同様に成立する。一般にエリアｎに対する変換式
は、全エリア中の最大値がＭＡＸならば、 ＡＧＣＬＶＬｎ＝ＡＧＣＬＶＬ×（ＭＡＸ／ＭＡＸｎ）…………（５） と表現できる。ステップ（４１６）では、各ラインに対
する変換係数であるＭＡＸ／ＭＡＸｎを調整時に記憶さ
せた領域から取り込んで式（５）の変換を行う。続くス
テップ（４１７）では、「焦点検出２」サブルーチンを
実行する。ここでは焦点検出動作のための選択センサ列
の像信号の蓄積，読み出しから焦点検出演算を行う。な
お、「焦点検出２」サブルーチンについては後述する。

【００９３】次のステップ（４１８）にて、次の焦点検
出動作に備え比較レベルを初期設定に戻しておく。

【００９４】選択領域に対する焦点検出演算が終了する
と、その結果に基づいて第１実施形態と同様に、ステッ
プ（４１４）にて「レンズ駆動」サブルーチンを実行
し、この「ＡＦ制御」サブルーチンをステップ（４１
５）にてリターンする。

【００９５】図１６には、ステップ（４１７）において
実行される「焦点検出２」サブルーチンのフローチャー
トを示している。この「焦点検出２」サブルーチンがコ
ールされると、ステップ（２１０）を経て、ステップ
（２１１）以降の焦点検出動作を実行していく。

【００９６】まず、ステップ（２１１）にて、電源がオ
ンして１回目のＡＦ制御であるか否かを判別し、１回目
である場合にはステップ（２１２）にて選択センサを初
期化する。

【００９７】次いでステップ（２１３）で「蓄積開始」
サブルーチンを実行する。但し、ここでの「蓄積開始」
サブルーチンは、センサ駆動回路ＳＤＲからのセンサ蓄
積終了信号を信号／ＴＩＮＴＥとし、この信号／ＴＩＮ
ＴＥによってのみ制御回路ＰＲＳが「蓄積完了」を認識
できるように設定するサブルーチンとする。

【００９８】ステップ（２１３）で選択センサの蓄積動
作が開始されると、ステップ（２１４）に移行する。こ
のステップ（２１４）では、センサＳＮＳの蓄積が完了
しているかどうか判別し、完了していない場合にはステ
ップ（２１４）に留まる。１つのエリアには、１つから
複数のセンサのラインが存在する。ステップ（２１４）
にてセンサ列ＳＮＳの蓄積が完了していれば、ステップ
（２１５）に移行して、センサ列ＳＮＳの像信号を入力
する。なお、ここでの像信号の変換は、従来と同様に各
ライン内のシェーディングムラを補正するための変換の
みで正しいものとなる。

【００９９】続いてステップ（２１６）にて、センサＳ
ＮＳの像信号に基づく焦点検出演算を実行する。ここで
の焦点検出演算においては、第１実施形態と同様に、補
正後プレディクション値Ｐｒ’の値を式Ｂの補正を行っ
て求めるものでもよいが、本実施形態では、ここでは補
正しない。

【０１００】図１７には、「レンズ駆動」サブルーチン
のフローチャートを示す。このサブルーチンが実行され
ると、ステップ（６１１）においてレンズユニットＬＮ
Ｓと通信して２つのデータＳとＰＴＨを入手する。

【０１０１】次にステップ（６１２）にて、上記焦点検
出演算で求められたプレディクション値Ｐｒを元に下式
Ｃ’を用いてレンズ駆動を行って焦点調節すべきデフォ
ーカス値Ｄｆを求める。本実施形態では、ここでミラー
駆動回数補正の処理を行う。 Ｄｆ＝ＫＰｒ／（１−ＫＰｒ／Ｇ） ………………………（式Ｃ’） そして、このデフォーカス量Ｄｆに対して、下式Ｆによ
りミラー駆動回数補正を行う。

【０１０２】 Ｄｆ’＝Ｄｆ＋ν・ＭＮＭ・ｄ（ｘ，ｙ） …………………………（式Ｆ） Ｄｆ’はミラー駆動回数補正を加えられたデフォーカス
量である。νは補正係数である。ＭＮＭはミラー駆動回
数である。ｘ，ｙは焦点検知を行う視野領域を代表する
座標である。ｄ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙをパラメータとして
持つ駆動回数補正値を導く関数である。ｄは視野領域座
標ｘ，ｙに対応した表で、定数をＲＯＭまたはＥＥＰＲ
ＯＭの中に持っている。これを関数で表す場合は式を定
義して計算し、表から得られる定数に代えて用いればよ
い。

【０１０３】ステップ（６１３）では、上記で求めた補
正後の焦点調節すべきデフォーカス量Ｄｆ’およびデー
タＳ、ＰＴＨにより焦点調節光学系の移動量をエンコー
ダの出力パルス数に換算した値、いわゆるレンズ駆動量
ＦＰを次式Ａ’を用いて算出する。

【０１０４】 ＦＰ＝Ｄｆ’・Ｓ／ＰＴＨ …………………………………（式Ａ’） 次のステップ（６１４）では、ステップ（６１３）で求
めたレンズ駆動量ＦＰをレンズユニットＬＮＳに送出し
て焦点調節光学系の駆動を命令する。

【０１０５】次のステップ（６１５）では、レンズユニ
ットＬＮＳと通信してステップ（６１４）で命令したレ
ンズ駆動量ＦＰの駆動が終了したか否かを検知し、駆動
が終了するとステップ（６１６）へ移行して「レンズ駆
動」サブルーチンをリターンする。

【０１０６】以上のようにして、サブミラーＳＭの駆動
回数に依存する光学系機構の微小変位が焦点調節に及ぼ
す影響を低減させることが可能となる。

【０１０７】選択された焦点検出領域の焦点検出演算が
終了すると、図１６のステップ（２１７）にてこの「焦
点検出２」サブルーチンをリターンする。

【０１０８】本実施形態においては、撮影者の意図によ
り複数の焦点検出領域の中から任意の領域が選択された
場合に、選択された領域における焦点調節処理の補正を
最適に制御することが可能となる。また、プレディクシ
ョン値については補正をかけない状態で記憶するので、
焦点調節を行う際にプレディクション値はミラーＳＭの
ずれを補正しない生の情報で与えられる。このため、補
正後のデフォーカス値は補正処理の効果を加味した結果
の情報として、焦点調節動作の内容に反映させることが
できるものである。

【０１０９】以上説明した第１および第２実施形態のよ
うな構成にすることにより、必ずしも同一の特性を備え
るとは限らない複数のエリア列に対しても、エリア毎に
ミラー駆動回数補正を行うことができる。したがって、
焦点調節光学系を構成する機構の質量を小さくすること
ができ、高速動作化や軽量化、さらには精度の持続とい
う有利な点を有する焦点調節装置を実現することができ
る。

【０１１０】（第３実施形態）上記第１および第２実施
形態においては、補正式および関連する閾値・係数を具
体的に記述してきたが、これらの部分を不揮発性の書き
換え可能な記憶媒体に格納しておくように構成すること
で、柔軟に変更可能としてもよい。

【０１１１】例えば、補正式をＥＥＰＲＯＭに格納して
おくことにより、ある程度のミラー駆動回数を重ねてか
ら後に実際の補正の効果を確認し、補正式・補正値・閾
値を変更することが可能となる。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焦点検出用光学素子又は焦点調節光学系のうちの可動部
が停止部材に当接（衝突）することにより焦点検出位置
又は焦点調節光学系を焦点調節可能状態とする位置に位
置決めされるような場合に、両者の当接摩耗による焦点
調節処理への影響を低減することができる。したがっ
て、焦点検出用光学素子又可動部の駆動回数にかかわら
ず安定した焦点調節を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である自動焦点調節装置
を備えたオートフォーカスカメラにの焦点調節光学系の
斜視図である。

【図２】上記カメラの焦点調節光学系の配置図である。

【図３】上記カメラの電子制御系ブロック図である。

【図４】上記カメラ全体のシーケンスフローチャートで
ある。

【図５】上記カメラのＡＦ制御サブルーチンのフローチ
ャートである。

【図６】上記カメラの焦点検出サブルーチンのフローチ
ャートである。

【図７】上記カメラの蓄積完了処理のフローチャートで
ある。

【図８】上記カメラにおけるシェーディング補正の効果
を示すグラフである。

【図９】上記カメラにおけるシェーディング補正の効果
を示すグラフである。

【図１０】上記カメラにおけるレンズ駆動サブルーチン
のフローチャートである。

【図１１】上記カメラにおけるレリーズ処理サブルーチ
ンのフローチャートである。

【図１２】上記カメラの平面図である。

【図１３】上記カメラのミラー駆動機構（撮影可能状
態）の側面図である。

【図１４】上記カメラのミラー駆動機構（焦点調節可能
状態）の側面図である。

【図１５】本発明の第２実施形態であるオートフォーカ
スカメラのＡＦ制御サブルーチンのフローチャートであ
る。

【図１６】上記第２実施形態のカメラにおける焦点検出
サブルーチンのフローチャートである。

【図１７】上記第２実施形態のカメラにおけるレンズ駆
動サブルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

ＳＭ サブミラー ＤＰ 絞り ＡＦＬ 二次結像レンズ ＳＮＳ エリアセンサ ＬＮＳ 撮影レンズユニット ＱＲＭ クイックリターンミラー ＦＳＣＲＮ 焦点板 ＰＰ ペンタプリズム ＥＰＬ 接眼レンズ ＦＰＬＮ フィルム面 ＲＭ１，ＲＭ２ 反射ミラー ＳＴＰ 拘束部材 ＰＲＳ 制御回路 ＭＴＲ１，ＭＴＲ２ モータ ＲＬＳＳＷ レリーズスイッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結像光学系を通して入射する光束を焦点
   検出センサに導く焦点検出位置とこの焦点検出位置から
   待避する待避位置との間で移動する焦点検出用光学素子
   を有し、前記焦点検出センサの検出結果に基づいて前記
   結像光学系の焦点調節処理を行う焦点調節装置におい
   て、 前記焦点検出用光学素子の前記焦点検出位置と前記待避
   位置との間の移動回数に応じて焦点調節処理に対する補
   正を行うことを特徴とする焦点調節装置。
2. 【請求項２】 前記焦点検出用光学素子は、前記待避位
   置から移動して停止部材に当接することにより前記焦点
   検出位置に位置決めされることを特徴とする請求項１に
   記載の焦点調節装置。
3. 【請求項３】 前記移動回数に応じた焦点調節処理の補
   正データを記憶する記憶手段を有することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の焦点調節装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の焦点
   調節装置を備えたことを特徴とするカメラ。
5. 【請求項５】 焦点調節可能状態と撮影可能状態とに切
   り換わる焦点調節光学系を有し、焦点調節処理終了後、
   撮影に先だって前記焦点調節光学系を前記焦点調節可能
   状態から前記撮影可能状態に切り換え、撮影後に前記焦
   点調節可能状態に復帰させるカメラにおいて、 前記焦点調節光学系の前記焦点調節可能状態と前記撮影
   可能状態との間の切り換え回数に応じて焦点調節処理に
   対する補正を行うことを特徴とするカメラ。
6. 【請求項６】 前記焦点調節光学系のうち可動部の移動
   により前記焦点調節可能状態と前記撮影可能状態とに切
   り換わることを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
7. 【請求項７】 前記可動部は、前記焦点調節光学系を前
   記撮影可能状態とする位置から移動して停止部材に当接
   することにより前記焦点調節光学系を前記焦点調節可能
   状態とする位置に位置決めされることを特徴とする請求
   項６に記載の焦点調節装置。
8. 【請求項８】 前記焦点調節処理の補正データを記憶す
   る記憶手段を有することを特徴とする請求項５から７の
   いずれかに記載のカメラ。