JP3326939B2 - 自動合焦装置および自動合焦方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影レンズを通過した
被写体からの光束により撮影レンズの焦点外れ量を求
め、その焦点外れ量に基づいて撮影レンズの焦点調節を
行うカメラや撮像装置の自動合焦装置および自動合焦方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影レンズを通過した被写体からの光束
により撮影レンズの焦点外れ量（デフォーカス量）を求
め、その焦点外れ量に基づいて撮影レンズの焦点調節を
行うカメラやビデオなどの撮像装置の自動合焦装置が知
られている（例えば、特公平２−３４００３号公報参
照）。この種の自動合焦装置では、撮影レンズを通過し
た被写体光を焦点検出光学系によりイメージセンサー上
へ導き、イメージセンサー上に一対の被写体像を結像さ
せて光強度分布に応じた一対の被写体像データに変換
し、その一対の被写体像データに基づいて撮影レンズに
よる被写体像の結像面と、フィルム面と等価な所定焦点
面との差である焦点外れ量を算出している。そして、所
定の変換係数とその補正係数とにより焦点外れ量を撮影
レンズに含まれる合焦用レンズの移動量に変換し、その
移動量にしたがって合焦用レンズを駆動して合焦させて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮影レンズ
の焦点外れ量と合焦用レンズの移動量とは非線形な関係
にあるので、１つの変換係数を用いて焦点外れ量から実
際の合焦用レンズの移動量に正確に変換することは困難
である。特に、最近では撮影レンズの小型化、軽量化、
高変倍化が実施されており、それにともなって焦点外れ
量と合焦用レンズの移動量との非線形性が増大してい
る。これらの非線形性は量的な増大に加え、その内容も
より複雑になっている。

【０００４】実際、ある種の撮影レンズには全焦点領域
で変換係数の最小値と最大値との比が３倍以上も変化す
るものがある。このような大きな変換係数の変化は多く
の非線形要素を含んでいおり、従来のように変換係数を
線形に補正するだけでは正確なレンズ移動量を算出でき
ない。

【０００５】また、従来、望遠レンズは変換係数の変化
がほとんどなく、線形性が高い性質を有していたが、最
近のズーム化などによって線形性が失われている。望遠
レンズにおけるこのような傾向は自動合焦装置へ大きな
影響を与える。つまり、望遠レンズはもともと焦点移動
の幅が大きく、そのため焦点外れ量も大きくなる上に、
移動被写体の追尾などの用途に用いられることが多く、
高度な自動合焦機能が要求される。レンズの焦点移動の
幅が大きいと、合焦用レンズの移動量の誤差は大きな焦
点外れ（ピンボケ）を生じさせる。このため、期待され
る合焦機能から考えても移動量の誤差をできるだけ小さ
く抑制する必要がある。

【０００６】このような最近の小型化、軽量化、高変倍
化された撮影レンズを従来の自動合焦装置により駆動す
ると、合焦するまでに時間がかかったり、合焦用レンズ
のオーバーランや”いき足らず”が発生してピンボケ写
真になることがある。また、移動被写体に対しては合焦
用レンズが合焦位置に収束せず、ハンチング現象を引き
起こすこともある。

【０００７】このような問題を解決するために、焦点外
れ量からレンズ移動量への変換係数の補正の仕方を改善
し、焦点外れ量からレンズ移動量への変換誤差が充分小
さくなるまで補正の項を単純に高次化することも考えら
れる。しかし、そうするためには撮影レンズ内に変倍率
と合焦用レンズの位置に応じた変換係数の補正データを
大量に保持しなければならず、焦点外れ量からレンズ移
動量への変換に際してのデータの通信と処理に多くの時
間を要し、焦点調節の応答性と合焦用レンズの収束性が
悪くなるという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、検出された焦点外れ量か
ら短時間で正確なレンズ移動量を求めて自動合焦装置の
合焦精度と応答性を向上することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応づけて本発明を説明すると、請求項１の発明は、撮影
光学系１の結像面と所定焦点面との間の像面ずれ量ΔＢ
ｆを検出する焦点検出手段６と、像面ずれ量ΔＢｆを撮
影光学系１の合焦用レンズ２の移動量Δｘに変換するた
めの特定の変換係数γと、その変換係数γを像面ずれ量
ΔＢｆに応じて補正するための複数の補正係数Ｌｍ（ｍ
＝１，２，・・）とを記憶する記憶手段４と、この記憶
手段４に記憶されている特定の変換係数γと複数の補正
係数Ｌｍ（ｍ＝１，２，・・）とに基づいて変換係数γ
ｓを算出する変換係数算出手段５と、この変換係数算出
手段５により算出された変換係数γｓを用いて、焦点検
出手段６により検出された像面ずれ量ΔＢｆから合焦用
レンズ２の移動量Δｘを算出するレンズ移動量算出手段
５と、このレンズ移動量算出手段５により算出された移
動量Δｘに基づいて合焦用レンズ２を駆動制御するレン
ズ駆動手段９とを備えた自動合焦装置であって、変換係
数算出手段５によって、補正係数Ｌｍを次の補正係数Ｌ
（ｍ＋１）と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、そ
れらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより特定の変換
係数γを補正して変換係数γｓを算出することにより、
上記目的を達成する。

【００１０】請求項２の自動合焦装置は、変換係数算出
手段によって上記数式１により変換係数γｓを算出し、
レンズ移動量算出手段によって上記数式２により移動量
Δｘを算出するようにしたものである。

【００１１】請求項３の発明は、撮影光学系１の結像面
と所定焦点面との間の像面ずれ量ΔＢｆを合焦用レンズ
２の移動量Δｘに変換するための特定の変換係数γと、
その変換係数γを像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正するた
めの複数の補正係数Ｌｍ（ｍ＝１，２，・・）とに基づ
いて変換係数γｓを算出し、算出された変換係数γｓを
用いて像面ずれ量ΔＢｆから合焦用レンズ２の移動量Δ
ｘを算出し合焦用レンズ２を駆動制御する自動合焦方法
であって、補正係数Ｌｍを次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）と
像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正係
数と像面ずれ量ΔＢｆとにより特定の変換係数γを補正
して変換係数γｓを算出することにより、上記目的を達
成する。

【００１２】請求項４の自動合焦方法は、上記数式３に
より変換係数γｓを算出し、上記数式４により移動量Δ
ｘを算出するようにしたものである。

【００１３】請求項５の発明は、撮影光学系１の結像面
と所定焦点面との間の像面ずれ量ΔＢｆを検出する焦点
検出手段６と、撮影光学系１の合焦用レンズ２の位置を
検出する位置検出手段３と、合焦用レンズ２の移動範囲
をｎ個の領域に分割して、像面ずれ量ΔＢｆを合焦用レ
ンズ２の移動量Δｘに変換するための各移動領域ごとの
特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）と、その変換係
数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正するための
各移動領域ごとの複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜
ｎ，ｍ＝１，２，・・）とを記憶する記憶手段４と、こ
の記憶手段４に記憶されている合焦用レンズ２の各移動
領域ごとの特定の変換係数γ（ｉ）および複数の補正係
数Ｌｍ（ｉ）の内、位置検出手段３で検出された合焦用
レンズ２の位置に対応する移動領域の特定の変換係数γ
（ｉ）と複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）とに基づいて変換係
数γｓを算出する変換係数算出手段５と、この変換係数
算出手段５により算出された変換係数γｓを用いて、焦
点検出手段６により検出された像面ずれ量ΔＢｆから合
焦用レンズ２の移動量Δｘを算出するレンズ移動量算出
手段５と、このレンズ移動量算出手段５により算出され
た移動量Δｘに基づいて合焦用レンズ２を駆動制御する
レンズ駆動手段９とを備えた自動合焦装置であって、変
換係数算出手段５によって、補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の
補正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとによ
り順次補正し、それらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆと
により前記特定の変換係数γ（ｉ）を補正して変換係数
γｓを算出することにより、上記目的を達成する。

【００１４】請求項６の発明は、撮影光学系１の合焦用
レンズ２の移動範囲をｎ個の領域に分割するとともに合
焦用レンズ２の位置を検出し、撮影光学系１の結像面と
所定焦点面との間の像面ずれ量ΔＢｆを合焦用レンズの
移動量Δｘに変換するための、合焦用レンズ２の位置に
対応した移動領域の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜
ｎ）と、その変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応
じて補正するための、合焦用レンズ２の位置に対応した
移動領域の複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ
＝１，２，・・）とに基づいて変換係数γｓを算出し、
算出された変換係数γｓを用いて像面ずれ量ΔＢｆから
合焦用レンズ２の移動量Δｘを算出し合焦用レンズ２を
駆動制御する自動合焦方法であって、補正係数Ｌｍ
（ｉ）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像面ずれ量
ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正係数と像面ず
れ量ΔＢｆとにより前記特定の変換係数γ（ｉ）を補正
して変換係数γｓを算出することにより、上記目的を達
成する。

【００１５】請求項７の発明は、変倍光学系の結像面と
所定焦点面との間の像面ずれ量ΔＢｆを検出する焦点検
出手段と、変倍光学系の焦点距離を検出する焦点距離検
出手段と、変倍光学系の焦点距離可変範囲をｎ個の領域
に分割して、像面ずれ量ΔＢｆを変倍光学系の合焦用レ
ンズの移動量Δｘに変換するための各焦点距離領域ごと
の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）と、その変換
係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正するため
の各焦点距離領域ごとの複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ
＝１〜ｎ，ｍ＝１，２，・・）とを記憶する記憶手段
と、この記憶手段に記憶されている変倍光学系の各焦点
距離領域ごとの特定特定の変換係数γ（ｉ）および複数
の補正係数Ｌｍ（ｉ）の内、焦点距離検出手段で検出さ
れた焦点距離に対応する領域の特定の変換係数γ（ｉ）
と複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）とに基づいて変換係数γｓ
を算出する変換係数算出手段と、この変換係数算出手段
により算出された変換係数γｓを用いて、焦点検出手段
により検出された像面ずれ量ΔＢｆから合焦用レンズの
移動量Δｘを算出するレンズ移動量算出手段と、このレ
ンズ移動量算出手段により算出された移動量Δｘに基づ
いて合焦用レンズを駆動制御するレンズ駆動手段とを備
えた自動合焦装置であって、変換係数算出手段によっ
て、補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）
（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、それら
の補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより前記特定の変換
係数γ（ｉ）を補正して変換係数γｓを算出することに
より、上記目的を達成する。

【００１６】請求項８の発明は、変倍光学系の焦点距離
可変範囲をｎ個の領域に分割するとともに変倍光学系の
焦点距離を検出し、変倍光学系の結像面と所定焦点面と
の間の像面ずれ量ΔＢｆを変倍光学系の合焦用レンズの
移動量Δｘに変換するための、変倍光学系の焦点距離に
対応した領域の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）
と、その変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて
補正するための、変倍光学系の焦点距離に対応した領域
の複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝１，
２，・・）とに基づいて変換係数γｓを算出し、算出さ
れた変換係数γｓを用いて像面ずれ量ΔＢｆから合焦用
レンズの移動量Δｘを算出し合焦用レンズを駆動制御す
る自動合焦方法であって、補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補
正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとにより
順次補正し、それらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとに
より特定の変換係数γ（ｉ）を補正して変換係数γｓを
算出することにより、上記目的を達成する。

【００１７】請求項９の自動合焦装置は、変換係数算出
手段によって上記数式５により変換係数γｓを算出し、
レンズ移動量算出手段によって上記数式６により移動量
Δｘを算出するようにしたものである。

【００１８】請求項１０の自動合焦方法は、上記数式７
により変換係数γｓを算出し、上記数式８により移動量
Δｘを算出するようにしたものである。

【００１９】

【作用】焦点検出手段により検出された撮影光学系また
は変倍光学系の焦点外れ量をΔＢｆとすると、撮影光学
系または変倍光学系を合焦させるための合焦用レンズの
移動量Δｘは上記数式２、４、６、８により求められ
る。撮影光学系または変倍光学系の焦点外れ量ΔＢｆと
レンズ移動量Δｘとの間の関係は、ただでたらめに非線
形ということではなく、一定の性質を有していると考え
られる。つまり、その関係は線形から外れていく基礎的
な要素、特性を内包しており、その要素、特性が高次に
積み重なることによって、非線形性が生じていると考え
ることができる。非線形性の大きい最近の撮影光学系お
よび変倍光学系も、その高次の要素の係数が従来のレン
ズに比して多いと考えることができる。そこで、合焦用
レンズの移動量Δｘと焦点外れ量ΔＢｆとの間の関係式
の変換係数γｓに、補正係数をつけて”いれこ”構造に
進化させれば実際の関係に近い、上記数式１、３、５、
７に示す誤差の少ない関係式が得られる。

【００２０】ここで、従来の自動合焦装置の関係式は例
えば次のようなものである。

【数９】

【数１０】 この関係式は特定の変換係数γを焦点外れ量ΔＢｆに依
存して単一の補正係数Ｌにより補正したものであり、数
式１、３、５、７の関係式は複数の補正係数Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３、・・を用いて数式１０の関係式を連分数型に
進化させたものである。つまり、数式１、３、５、７の
関係式はレンズ固有の性質に根ざしたものであるから、
テーラー展開型の数式１０よりもレンズ移動と像面移動
の実態に沿ったものとなり、レンズ移動量の演算誤差が
小さくなり、合焦精度が向上する。

【００２１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】図１は一実施例の構成を示す機能ブロック図
である。この実施例では、本発明の自動合焦装置をカメ
ラに応用した例を示す。撮影レンズ１には、合焦用レン
ズ２、位置検出器３および補正値記憶装置４が設けられ
る。位置検出器３は、電極を分極した形式のエンコーダ
ーであり、合焦用レンズ２の位置を検出する。なお、位
置検出器３は光学式のエンコーダーでもよいし、無段階
に合焦用レンズ２の位置を検出可能なポテンショメータ
ーでもよい。補正値記憶装置４は、合焦用レンズ２の移
動範囲をｎ個の領域に分割し、像面ずれ量ΔＢｆを合焦
用レンズ２の移動量Δｘに変換するための各移動領域ｉ
（ｉ＝１〜ｎ）ごとの特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１
〜ｎ）、補正係数Ｌ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）およびＬ２
（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）を補正値テーブルとして記憶して
おり、位置検出器３から得られた合焦用レンズ２の位置
に対応する移動領域のデータを読み出して演算装置５へ
出力する。なお、合焦用レンズ２の位置が補正値テーブ
ルの領域分割数ｎよりも細かく検出される場合、あるい
は無段階に検出される場合は、補正値テーブルのデータ
を用いて補完演算を行い、合焦用レンズ２の位置に応じ
た正確なデータを算出する。

【００２３】焦点検出装置６は、撮影レンズ１を通過し
た被写体光を焦点検出光学系７により不図示のイメージ
センサー上へ導き、イメージセンサー上に一対の被写体
像を結像させて光強度分布に応じた一対の被写体像デー
タに変換し、その一対の被写体像データに基づいて撮影
レンズ１による被写体像の結像面とフィルム８の面と等
価な所定焦点面との差である焦点外れ量ΔＢｆ（デフォ
ーカス量）を算出する。演算装置５は、合焦用レンズ２
の初期位置の領域ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応する特定の変
換係数γ（ｉ）、補正係数Ｌ１（ｉ）およびＬ２（ｉ）
に基づいて変換係数γｓを算出し、その変換係数γｓを
用いて焦点外れ量ΔＢｆを合焦用レンズ２の移動量Δｘ
に変換する。レンズ駆動装置９は、演算装置５により算
出された移動量Δｘにしたがって合焦用レンズ２を駆動
する。

【００２４】演算装置５は次式により移動量Δｘを算出
する。

【数１１】Δｘ＝ΔＢｆ／γｓ

【数１２】

【００２５】単焦点レンズのあるレンズ位置を基準とし
た焦点外れ量ΔＢｆに対する変換係数γｓは、図２に示
すような関係になる。図中の曲線ｇ１は合焦用レンズの
初期位置が無限側にあって至近側に移動させた時の変換
係数γｓの変化を表し、曲線ｇ２は初期位置が至近側に
あって無限側に移動させた時の変換係数γｓの変化を表
す。

【００２６】図３は、ズームレンズのある２つ焦点距離
における焦点外れ量ΔＢｆと変換係数γｓとの関係を示
す。図において、曲線ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３は第１の
ズーム位置における関係を示し、曲線ｇ１４、ｇ１５、
ｇ１６は第２のズーム位置における関係を示す。また、
曲線ｇ１１、ｇ１４は焦点を合わせ得る最至近の位置か
ら無限遠点までの変換係数γｓの変化を表し、曲線ｇ１
３、ｇ１６は逆に無限遠点を初期のレンズ位置とした時
の最至近点までの変換係数γｓの変化を表す。曲線ｇ１
２、ｇ１５は、上述した曲線ｇ１１とｇ１３、ｇ１４と
ｇ１６のそれぞれ中間で、初期位置が無限と最至近の間
にあって無限遠点から至近点へ向って焦点を合わせる時
の変換係数γｓの変化を表す。これらの変換係数γｓの
曲線は傾斜しており、緩やかに湾曲している。

【００２７】一方、従来の自動合焦装置の数式１０に示
す変換係数γｓは図２のｈ１に示すような直線であり、
変換係数の曲率が大きくなると、両端部または中央部に
おける誤差を無視して補正を行う必要があった。中央部
は合焦位置を含んでいるので自動合焦における高い収束
性を維持するために重要であり、実際には両端部を無視
した補正を行わざるを得ない。ところが、数式１１に示
すようにレンズ移動量Δｘは焦点外れ量ΔＢｆを変換係
数γｓで除したものであるから、両端部、つまり焦点外
れ量ΔＢｆが大きいところでのレンズ移動量の誤差の絶
対値は非常に大きなものとなる。仮に、焦点外れ量ΔＢ
ｆを１０ｍｍとすると３０パーセントの誤差は焦点外れ
量ΔＢｆ換算で３ｍｍにもなる。したがって、このよう
な問題を解決するために、変換係数γｓの曲線を曲げて
曲線ｇ１あるいはｇ２に沿うように補正する必要があ
る。

【００２８】そこで、特定の変換係数γ（ｉ）を補正す
るためのテーラー展開に類似した次式のような補正式が
考えられる。

【数１３】 この特定の変換係数γ（ｉ）の補正式は数式１０による
直線近似の欠点をかなり改善するものであるが、これは
放物線を用いた近似であり、放物線の性質から近似曲線
の曲率が両端部で大きく異なり、曲線ｇ１またはｇ２の
ような傾斜した曲線の左端および右端を同等に補正する
ことは不可能である。つまり、図４に示すように、変換
係数γｓの曲線ｇ３を放物曲線ｈ２で近似する場合、片
方を一致させればもう一方が大きく離れてしまう。これ
では、高次の補正を行っても充分な効果が得られない。

【００２９】そこで、数式１２により特定の変換係数γ
（ｉ）を補正する。数式１２はその関数形から明らかな
ように双曲線形の関数である。双曲線は左右の曲率の違
いが放物線に比べて小さく、傾きながら緩やかに曲って
いるような変換係数γｓの曲線ｇ１、ｇ２に非常によく
近似させることができる。

【００３０】図５は、実際の焦点外れ量ΔＢｆと、従来
の直線近似の変換係数γｓにより求めたレンズ移動量Δ
ｘと、数式１２の変換係数γｓにより算出したレンズ移
動量Δｘとを比較したものである。図から明らかなよう
に、数式１２の変換係数γｓにより算出したレンズ移動
量Δｘは実際の焦点外れ量ΔＢｆとの誤差が小さく、正
確なレンズ移動量Δｘが算出される。

【００３１】なお、上記実施例では合焦用レンズの移動
範囲をｎ個の領域に分割した例を示したが、合焦用レン
ズの移動範囲を領域分割しない場合に対しても本発明を
応用することができる。

【００３２】また、上記実施例では２つの補正係数Ｌ１
（ｉ）、Ｌ２（ｉ）により特定の変換係数γ（ｉ）を２
次の項まで補正する例を示したが、３次の項まで補正す
る場合は次式により変換係数γｓを算出すればよい。

【数１４】 さらに高次の項まで補正する場合は、上記数式５、７に
より補正係数γｓを算出すればよい。

【００３３】さらに、上述した実施例では単焦点の撮影
レンズを例に上げて説明したが、ズームレンズに対して
も本発明を応用することができる。その場合は、ズーム
レンズの焦点距離可変範囲をｎ個の領域に分割し、各焦
点距離領域ごとの特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜
ｎ）と、その変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応
じて補正するための各焦点距離領域ごとの複数の補正係
数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝１，２，・・）とに基
づいて上記数式５、７により変換係数γｓを算出すれば
よい。

【００３４】以上の実施例の構成において、撮影レンズ
１が撮影光学系を、合焦用レンズ２が合焦用レンズを、
焦点検出装置６が焦点検出手段を、補正値記憶装置４が
記憶手段を、演算装置５が変換係数算出手段およびレン
ズ移動量算出手段を、レンズ駆動装置９がレンズ駆動手
段をそれぞれ構成する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、補
正係数Ｌｍを次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）と像面ずれ量Δ
Ｂｆとにより順次補正し、それらの補正係数と像面ずれ
量ΔＢｆとにより特定の変換係数γを補正して変換係数
γｓを算出し、この変換係数γｓを用いて像面ずれ量Δ
Ｂｆから合焦用レンズの移動量Δｘを算出し合焦用レン
ズを駆動制御するようにしたので、焦点外れ量ΔＢｆか
ら正確な移動量Δｘを短時間で算出することができ、合
焦精度と応答性が向上する。また、撮影光学系の合焦用
レンズの移動範囲をｎ個の領域に分割するとともに合焦
用レンズの位置を検出し、合焦用レンズの位置に対応し
た移動領域の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝
１，２，・・）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像
面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正係数
と像面ずれ量ΔＢｆとにより合焦用レンズの位置に対応
した移動領域の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）
を補正して変換係数γｓを算出し、その変換係数γｓを
用いて像面ずれ量ΔＢｆから合焦用レンズの移動量Δｘ
を算出し合焦用レンズを駆動制御するようにしたので、
焦点外れ量ΔＢｆから正確な移動量Δｘを短時間で算出
することができ、合焦精度と応答性が向上する。さら
に、変倍光学系の焦点距離可変範囲をｎ個の領域に分割
するとともに変倍光学系の焦点距離を検出し、変倍光学
系の焦点距離に対応した領域の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ
＝１〜ｎ，ｍ＝１，２，・・）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋
１）（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、そ
れらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより変倍光学系
の焦点距離に対応した領域の特定の変換係数γ（ｉ）を
補正して変換係数γｓを算出し、その変換係数γｓを用
いて像面ずれ量ΔＢｆから合焦用レンズの移動量Δｘを
算出し合焦用レンズを駆動制御するようにしたので、焦
点外れ量ΔＢｆから正確な移動量Δｘを短時間で算出す
ることができ、合焦精度と応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す機能ブロック図。

【図２】単焦点レンズにおける焦点外れ量ΔＢｆと変換
係数γｓとの関係を示す図。

【図３】ズームレンズにおける焦点外れ量ΔＢｆと変換
係数γｓとの関係を示す図。

【図４】放物線の近似曲線により変換係数γｓを近似す
る場合の問題点を説明する図。

【図５】従来の直線近似した変換係数γｓにより求めた
レンズ移動量Δｘと、本発明の変換係数γｓにより求め
たレンズ移動量Δｘとを比較する図。

【符号の説明】

１ 撮影レンズ ２ 合焦レンズ ３ 位置検出器 ４ 補正値記憶装置 ５ 演算装置 ６ 焦点検出装置 ７ 焦点検出光学系 ８ フィルム ９ レンズ駆動装置

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学系の結像面と所定焦点面との間
   の像面ずれ量ΔＢｆを検出する焦点検出手段と、 像面ずれ量ΔＢｆを前記撮影光学系の合焦用レンズの移
   動量Δｘに変換するための特定の変換係数γと、その変
   換係数γを像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正するための複
   数の補正係数Ｌｍ（ｍ＝１，２，・・）とを記憶する記
   憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記特定の変換係数γと
   前記複数の補正係数Ｌｍ（ｍ＝１，２，・・）とに基づ
   いて変換係数γｓを算出する変換係数算出手段と、 この変換係数算出手段により算出された変換係数γｓを
   用いて、前記焦点検出手段により検出された像面ずれ量
   ΔＢｆから前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出するレ
   ンズ移動量算出手段と、 このレンズ移動量算出手段により算出された移動量Δｘ
   に基づいて前記合焦用レンズを駆動制御するレンズ駆動
   手段とを備えた自動合焦装置であって、 前記変換係数算出手段は、補正係数Ｌｍを次の補正係数
   Ｌ（ｍ＋１）と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、
   それらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより前記特定
   の変換係数γを補正して変換係数γｓを算出することを
   特徴とする自動合焦装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動合焦装置におい
   て、 前記変換係数算出手段は、 【数１】 により変換係数γｓを算出し、前記レンズ移動量算出手
   段は、 【数２】Δｘ＝ΔＢｆ／γｓ により移動量Δｘを算出することを特徴とする自動合焦
   装置。
3. 【請求項３】 撮影光学系の結像面と所定焦点面との間
   の像面ずれ量ΔＢｆを合焦用レンズの移動量Δｘに変換
   するための特定の変換係数γと、その変換係数γを像面
   ずれ量ΔＢｆに応じて補正するための複数の補正係数Ｌ
   ｍ（ｍ＝１，２，・・）とに基づいて変換係数γｓを算
   出し、算出された変換係数γｓを用いて像面ずれ量ΔＢ
   ｆから前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出し前記合焦
   用レンズを駆動制御する自動合焦方法であって、 補正係数Ｌｍを次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）と像面ずれ量
   ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正係数と像面ず
   れ量ΔＢｆとにより前記特定の変換係数γを補正して変
   換係数γｓを算出することを特徴とする自動合焦方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の自動合焦方法におい
   て、 【数３】 により変換係数γｓを算出し、 【数４】Δｘ＝ΔＢｆ／γｓ により移動量Δｘを算出することを特徴とする自動合焦
   方法。
5. 【請求項５】 撮影光学系の結像面と所定焦点面との間
   の像面ずれ量ΔＢｆを検出する焦点検出手段と、 前記撮影光学系の合焦用レンズの位置を検出する位置検
   出手段と、 前記合焦用レンズの移動範囲をｎ個の領域に分割して、
   像面ずれ量ΔＢｆを前記合焦用レンズの移動量Δｘに変
   換するための各移動領域ごとの特定の変換係数γ（ｉ）
   （ｉ＝１〜ｎ）と、その変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量
   ΔＢｆに応じて補正するための各移動領域ごとの複数の
   補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝１，２，・・）
   とを記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記合焦用レンズの各移
   動領域ごとの前記特定の変換係数γ（ｉ）および前記複
   数の補正係数Ｌｍ（ｉ）の内、前記位置検出手段で検出
   された前記合焦用レンズの位置に対応する移動領域の特
   定の変換係数γ（ｉ）と複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）とに
   基づいて変換係数γｓを算出する変換係数算出手段と、 この変換係数算出手段により算出された変換係数γｓを
   用いて、前記焦点検出手段により検出された像面ずれ量
   ΔＢｆから前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出するレ
   ンズ移動量算出手段と、 このレンズ移動量算出手段により算出された移動量Δｘ
   に基づいて前記合焦用レンズを駆動制御するレンズ駆動
   手段とを備えた自動合焦装置であって、 前記変換係数算出手段は、補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補
   正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとにより
   順次補正し、それらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとに
   より前記特定の変換係数γ（ｉ）を補正して変換係数γ
   ｓを算出することを特徴とする自動合焦装置。
6. 【請求項６】 撮影光学系の合焦用レンズの移動範囲を
   ｎ個の領域に分割するとともに前記合焦用レンズの位置
   を検出し、前記撮影光学系の結像面と所定焦点面との間
   の像面ずれ量ΔＢｆを前記合焦用レンズの移動量Δｘに
   変換するための、前記合焦用レンズの位置に対応した移
   動領域の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）と、そ
   の変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正す
   るための、前記合焦用レンズの位置に対応した移動領域
   の複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝１，
   ２，・・）とに基づいて変換係数γｓを算出し、算出さ
   れた変換係数γｓを用いて像面ずれ量ΔＢｆから前記合
   焦用レンズの移動量Δｘを算出し前記合焦用レンズを駆
   動制御する自動合焦方法であって、 補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）
   と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正
   係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより前記特定の変換係数γ
   （ｉ）を補正して変換係数γｓを算出することを特徴と
   する自動合焦方法。
7. 【請求項７】 変倍光学系の結像面と所定焦点面との間
   の像面ずれ量ΔＢｆを検出する焦点検出手段と、 前記変倍光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段
   と、 前記変倍光学系の焦点距離可変範囲をｎ個の領域に分割
   して、像面ずれ量ΔＢｆを前記変倍光学系の合焦用レン
   ズの移動量Δｘに変換するための各焦点距離領域ごとの
   特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）と、その変換係
   数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて補正するための
   各焦点距離領域ごとの複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝
   １〜ｎ，ｍ＝１，２，・・）とを記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記変倍光学系の各焦点
   距離領域ごとの前記特定の変換係数γ（ｉ）および前記
   複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）の内、前記焦点距離検出手段
   で検出された焦点距離に対応する領域の特定の変換係数
   γ（ｉ）と複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）とに基づいて変換
   係数γｓを算出する変換係数算出手段と、 この変換係数算出手段により算出された変換係数γｓを
   用いて、前記焦点検出手段により検出された像面ずれ量
   ΔＢｆから前記合焦用レンズの移動量Δｘを算出するレ
   ンズ移動量算出手段と、 このレンズ移動量算出手段により算出された移動量Δｘ
   に基づいて前記合焦用レンズを駆動制御するレンズ駆動
   手段とを備えた自動合焦装置であって、 前記変換係数算出手段は、補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補
   正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）と像面ずれ量ΔＢｆとにより
   順次補正し、それらの補正係数と像面ずれ量ΔＢｆとに
   より前記特定の変換係数γ（ｉ）を補正して変換係数γ
   ｓを算出することを特徴とする自動合焦装置。
8. 【請求項８】 変倍光学系の焦点距離可変範囲をｎ個の
   領域に分割するとともに前記変倍光学系の焦点距離を検
   出し、前記変倍光学系の結像面と所定焦点面との間の像
   面ずれ量ΔＢｆを前記変倍光学系の合焦用レンズの移動
   量Δｘに変換するための、前記変倍光学系の焦点距離に
   対応した領域の特定の変換係数γ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）
   と、その変換係数γ（ｉ）を像面ずれ量ΔＢｆに応じて
   補正するための、前記変倍光学系の焦点距離に対応した
   領域の複数の補正係数Ｌｍ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｍ＝
   １，２，・・）とに基づいて変換係数γｓを算出し、算
   出された変換係数γｓを用いて像面ずれ量ΔＢｆから前
   記合焦用レンズの移動量Δｘを算出し前記合焦用レンズ
   を駆動制御する自動合焦方法であって、 補正係数Ｌｍ（ｉ）を次の補正係数Ｌ（ｍ＋１）（ｉ）
   と像面ずれ量ΔＢｆとにより順次補正し、それらの補正
   係数と像面ずれ量ΔＢｆとにより前記特定の変換係数γ
   （ｉ）を補正して変換係数γｓを算出することを特徴と
   する自動合焦方法。
9. 【請求項９】 請求項５または請求項７に記載の自動合
   焦装置において、 前記変換係数算出手段は、 【数５】 により変換係数γｓを算出し、前記レンズ移動量算出手
   段は、 【数６】Δｘ＝ΔＢｆ／γｓ により移動量Δｘを算出することを特徴とする自動合焦
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項６または請求項８に記載の自動
    合焦方法において、 【数７】 により変換係数γｓを算出し、 【数８】Δｘ＝ΔＢｆ／γｓ により移動量Δｘを算出することを特徴とする自動合焦
    方法。